機電一體化技術方向精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇機電一體化技術方向，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關鍵詞 機電一體化技術 相關技術 組成要素 原則 發(fā)展方向

一、機電一體化技術的相關技術

1.機械技術

機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2. 計算機與信息技術

計算機技術與信息技術密切相關，其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。在機電一體化系統(tǒng)中，計算機與信息處理部分指揮整個系統(tǒng)的運行，信息處理是否正確、及時，直接影響到系統(tǒng)工作的質量和效率。

3. 系統(tǒng)技術

系統(tǒng)技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4. 自動控制技術

自動控制技術范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5. 傳感檢測技術

傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。

6. 伺服傳動技術

伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、 機電一體化系統(tǒng)五大組成要素一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結合而成。

機械本體是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結構;動力驅動部分依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。

測試傳感部分對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息。

控制及信息處理部分將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。

執(zhí)行機構根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。

三、機電一體化四大原則：構成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。

兩個需要進行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現(xiàn)。

運動傳遞使構成機電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優(yōu)化。

在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。

兩個需要進行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執(zhí)行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉換方法及原理。

四、機電一體化的發(fā)展方向

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2.系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。

3.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程，也是機電一體化產品的一個發(fā)展趨勢。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。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(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產品，同時也可以不斷擴大生產規(guī)模。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。

4.微型化

微型機電一體化系統(tǒng)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(fā)展方向。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，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(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢，都有廣闊的應用前景。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發(fā)展前途。

6.網(wǎng)絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。

綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。

參考文獻

[1]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京：機械工業(yè)出版社.2004.

篇2

關鍵詞：機電一體化；特征；發(fā)展趨勢

隨著日新月異的技術更新，機電一體化發(fā)展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術以及計算機技術發(fā)展，為機電一體化發(fā)展目標實現(xiàn)奠定了基礎，能夠實現(xiàn)技術結構的優(yōu)化目標，在機電一體化的技術應用下，就能提高生產力水平。從理論上對機電一體化技術發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。

一、機電一體化技術發(fā)展歷程和主要的內容分析

1.機電一體化技術發(fā)展歷程分析

機電一體化主要是電子技術和機械設備的有機結合，從而將機械設備的動力以及電子技術的信息處理功能充分發(fā)揮，實現(xiàn)自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術基礎上發(fā)展的，在當前已經成為獨立的學科，從技術層面來說，主要體現(xiàn)在對機電一體化的產品有效實現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產品的基礎層面來說，就是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結合構成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產品。機電一體化的進一步發(fā)展過程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優(yōu)勢相結合，實現(xiàn)概念上以及技術上的融合。我國的機電一體化發(fā)展經歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術界對機電一體化進行了研究，經過了幾十年的努力，在理論上以及技術層面上都實現(xiàn)了長足發(fā)展，在數(shù)控技術方面的市場占有率也逐年提高，機械生產能力也有了大幅度提高。工業(yè)機器人的實際生產應用，對控制系統(tǒng)以及軟件編程技術的應用等，都從很大程度上促進了生產效率的提高。在計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績，已經在多個制造生產領域的發(fā)展中得到了廣泛應用，發(fā)揮著重要作用。

2.國外機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀

國外的機電一體化技術發(fā)展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現(xiàn)在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術的雛形，是人們不自覺地利用電子技術并且傳承下來；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀80年代末期，機電一體化技術的各項產品都有著很大的發(fā)展；第三階段是深入發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發(fā)和關注機電一體化的技術和新產品。日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術會議，可以稱為機電一體化技術發(fā)展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發(fā)展機電一體化的技術和產品的研發(fā)。在深入發(fā)展時期，機電一體化技術進入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學、通信技術、微細加工技術等新的機電一體化技術和產品，另一方面對機電一體化技術的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產品開發(fā)和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。

3.國內機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀

我國的機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內外在開發(fā)煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術方面。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是總體技術上，國外Eickhoff公司開發(fā)的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內卻達不到這一水平；三是自動調高技術上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術在國外比較容易實現(xiàn)，而國內在研采煤機仍未實現(xiàn)記憶截割。

4.機電一體化技術主要內容分析

機電一體化技術涉及的內容比較豐富。機電一體化技術方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對電子以及機械技術的應用下，能將兩者得以有機結合，就能充分發(fā)揮綜合技術的應用優(yōu)勢。因此，機電一體化技術涵蓋技術以及產品兩個層面的內容。機電一體化系統(tǒng)，也就是產品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術要素構成的整體，使人們的實際生產制造的需求得到滿足。機電一體化系統(tǒng)所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執(zhí)行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。除此之外，機電一體化內容中的系統(tǒng)設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統(tǒng)工程方法論等內容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發(fā)展目標都能有效實現(xiàn)。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術設計制造體系應用，在實際應用中的作用發(fā)揮也比較顯著。

二、機電一體化產品特征類別和核心技術分析

1.機電一體化產品特征類別分析

機電一體化的產品特征也比較鮮明。機電一體化產品的結構比較簡單，產品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現(xiàn)標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠將產品的高效性以及智能化的優(yōu)勢充分發(fā)揮，并能起到自動監(jiān)視的功能和診斷功能等，在產品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調整控制。另外，機電一體化的產品類型也比較多。機械產品當中一部分控制功能及機構用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產品。此外，比較典型性的產品有著較為完整性的結構，其中比較常見的就是工業(yè)機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產品，兩者結合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構，比較常見的產品有全電子式電話交換機以及電機調速裝置等內容。

2.機電一體化核心技術分析

機電一體化的核心技術比較多。計算機和信息技術是比較重要的應用技術，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術當中的專家系統(tǒng)技術以及人工智能技術也是比較常用的。機電一體化核心技術中的系統(tǒng)技術，是通過整體概念對多種相關技術進行組織應用的，其中接口技術就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數(shù)據(jù)傳遞格式進行規(guī)格化以及標準化呈現(xiàn)。目前這一應用技術中的開發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。機電一體化核心技術當中的機械本體技術是比較重要的應用技術。這一技術主要應用于對性能的改善以及質量的減輕等層面。當前的機械產品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產品質量，要在結構上加以優(yōu)化，并加強非金屬材料的應用。這一技術的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機電一體化核心技術當中的信息處理技術以及傳感技術也是比較常見的應用技術。信息處理技術的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。另外，機電一體化核心技術當中的軟件技術以及驅動技術也是較為常用的技術。軟件技術應用是和硬件協(xié)調應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產維修效率，以及軟件的標準化應用是發(fā)展的重要課題。在驅動技術的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。

三、機電一體化技術應用領域和發(fā)展趨勢探究

1.機電一體化技術應用領域分析

機電一體化技術的廣泛應用對我國的經濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術的應用在當前社會發(fā)展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發(fā)展以及技術優(yōu)化，機電一體化技術在數(shù)控機床的應用使之結構、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結構應用下，使得數(shù)控機床的結構得到了優(yōu)化。應用CPU以及多主總線體系結構，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過智能化以及WOP的實現(xiàn)，機電一體化數(shù)控機床系統(tǒng)就能實現(xiàn)二維以及三維的動態(tài)加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現(xiàn)多過程以及多通道控制。例如：當前市場上的CK0632數(shù)控機床就是采用機電一體化設計的數(shù)控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經過超音頻淬火能夠長期穩(wěn)定地保證機床加工精度。CK0632數(shù)控機床機床也可實現(xiàn)自動控制，完成車削多種零件的內外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數(shù)控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發(fā)出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數(shù)控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業(yè)、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。機電一體化在工業(yè)機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現(xiàn)復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨立性層面有著充分體現(xiàn)。

2.機電一體化技術發(fā)展趨勢

隨著時展以及技術進步，機電一體化技術也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術上的進步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標實現(xiàn)，對機電一體化的智能化發(fā)展目標實現(xiàn)提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現(xiàn)和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發(fā)揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。機電一體化技術的網(wǎng)絡化發(fā)展將實現(xiàn)。網(wǎng)絡技術在當前的發(fā)展比較迅速。進入新的時代，在網(wǎng)絡技術的支持下，機電一體化的網(wǎng)絡化目標將得到實現(xiàn)，在遠程控制技術的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。機電一體化技術的系統(tǒng)化趨勢比較突出，也就是在系統(tǒng)結構上的模式化以及開放式的總線結構應用，對系統(tǒng)的靈活性組態(tài)就有著鮮明呈現(xiàn)。在系統(tǒng)化的發(fā)展中，能加強通信功能，可實現(xiàn)遠程以及多系統(tǒng)的通信。不僅如此，機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。這主要體現(xiàn)在電子部件的微型化，在產品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。

四、小結

綜上所述，機電一體化的發(fā)展中，技術的升級進步對機電一體化設備的優(yōu)化起到了很大促進作用。我國在機電一體化的發(fā)展中有了長足進步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對機電一體化的技術進行研究分析，就能為實際機電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動我國機電一體化領域的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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篇3

關鍵詞：機電一體化；技術；應用領域；發(fā)展方向

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

目前我國機電一體化已經形成了系統(tǒng)化的技術，其在不同領域的應用也相對比較廣泛，因此，相關的建設單位要加強對于機電一體化技術的研究，將其發(fā)展成集網(wǎng)絡化，智能化，微型化以及綠色化等集一身的技術，從而促進我國經濟的發(fā)展。

一、機電一體化要點概念

機電一體化系統(tǒng)綜合的運用到微電子技能、計算機技能、機械技能、主動操控技能以及接口技能等，對系統(tǒng)內部的信息進行改換；而且保證程序編制的完整性和高質量，根據(jù)系統(tǒng)運用和操作的根本性需求，對內部的規(guī)劃進行合理化的裝備；同時，在系統(tǒng)的功用、質量以及能耗等多個重要環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和改善，保證機電一體化運用的是最新的技能手段，終究構成一個全體化的系統(tǒng)商品。因而，在機電一體化當中首要包含的是技能和商品等兩個重要環(huán)節(jié)。機電一體化并不是一個單純性的技能手段，而是將多種技能進行組合和交融，構成一個全新的技能系統(tǒng)。機電一體化的功用性較強，且當機電一體化技能發(fā)展到一定的時期以后，一些微電子的設備還可以對內部的許多零件和元件進行替代，具有愈加新穎的功用。多見的有：主動的信息數(shù)據(jù)處理、主動的操控調理、主動的記載顯現(xiàn)、主動的功用性監(jiān)測以及主動功用確診維護等，以保證機電一體化可以時間處于最好的運轉狀況，而且提高系統(tǒng)作業(yè)之時的效率。

二、機電一體化技術的應用領域

1、 數(shù)控機床領域。數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術已經有 40 年的發(fā)展歷程，技術難度有顯著提高，無論在結構、功能、操作還是控制精度上。其中總線式、模塊化、緊湊型的結構最具有代表性，這種結構應用多個CPU、多個主總線，結構復雜。此外還有開放性設計，這種設計使硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性，可以大大提高用戶的使用效益。

WOP技術和智能化。根據(jù)車間實際作業(yè)狀況，可以通過系統(tǒng)完成編程。同時可以仿真加工過程，并實現(xiàn)在線診斷控制、模糊診斷等智能系統(tǒng)。隨著一體化技術的成熟，如大容量存儲器的出現(xiàn)和軟件的模塊化設置，使數(shù)控功能極大豐富，同時使得 +0+ 系統(tǒng)的控制功能也加強了。

全方位滿足技術要求，比如只有一臺機床的情況下，也可以順利完成多個加工要求，并實現(xiàn)刀具使用檢測、物料流通、機械手等的集成，統(tǒng)一到系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中，分出多級網(wǎng)絡，這樣實現(xiàn)了構成復雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力。這種數(shù)控裝置以單板、單片機作為控制中心，并由專用芯片及模板組成。

2、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）領域。CIMS 的組成并非分散的子系統(tǒng)組合，而是由全局的經過實踐積累的最優(yōu)系統(tǒng)綜合。加強了原有的各部門溝通，圍繞制造，控制“物流”和“信息流”，將經營策劃、產品研發(fā)、制造準備、實驗測試、經營管理進行更好的結合。當集成度越高，就越能夠使各個生產要素間的配置更加合理，使得生產要素的潛力得到更大程度地體現(xiàn)。

3、柔性制造系統(tǒng)（FMS）領域。計算機化的制造系統(tǒng)被稱作柔性制造系統(tǒng)，包括計算機、數(shù)控機床、機械手、料盤、搬運車輛和自動化倉庫等。可以依照生產要求，及時、準確地進行生產，這種靈活的生產方式可應用于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

4、鋼鐵領域。在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化體系是以微處理機為中間，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、外表等技能有機的結合起來，選用拼裝合并方法，為完成工程大體系的歸納一體化創(chuàng)造有力條件，增強體系操控精度、質量和可靠性。

因為鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和接連化的特色，傳統(tǒng)的操控技能遇到了難以克服的艱難，因而十分有必要選用比如機電一體化的智能操控技能。機電一體化的智能操控技能首要包括專家體系、含糊操控和神經網(wǎng)絡等，其廣泛應用于鋼鐵企業(yè)的產品設計、生產、操控、設備與產品質量確診等各個方面。

三、機電一體化技術的發(fā)展方向

根據(jù)國內外高新技術分析，機電一體化技術的發(fā)展尤為迅速，一下幾個方面將作為其未來的發(fā)展方向。

1、智能化。機電一體化與傳統(tǒng)的機械自動化的主要區(qū)別就在于智能化方面，智能更加代表機電一體化的未來方向。隨著中央處理器運作速度的提高和計算機的高性能化，使得嵌入智能控制算法成為了可能，從此機電一體化技術產品向著智能化方向發(fā)展。這種智能機電一體化產品擁有模擬人類智能的功能，可以做出一些判斷推理以及功能決策，以取代制造作業(yè)中部分人的腦力勞動為目的。

2、系統(tǒng)化。系統(tǒng)具有任何組態(tài)的功能，隨時分解、組合是系統(tǒng)的特征，系統(tǒng)也正致力實現(xiàn)多子系統(tǒng)互相調和及整合管理。系統(tǒng)的具有較強的通信功能，除了通用的通信方式外，遠程通訊及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)正在興起，以及其需要的局部網(wǎng)絡正慢慢的被采用。未來，機電一體化產品會越來越考慮人的因素，令機電一體化產品模擬人的智能、甚至情感。或者也可以根據(jù)某種生物的良好結構，模擬出生物機體，生物系統(tǒng)化越來越成為其發(fā)展的方向之一。

3、微型化。微型系統(tǒng)是機電一體化發(fā)展的一個新方向。其高度融入微機械技術、微電子技術和軟件技術。有國外專家稱，微型電子機械的物理體積一般要小于 1 立方厘米，但這并非最終尺寸，正向微米、納米級方向進軍。微機電一體化系統(tǒng)集合占地小、耗能少、運用靈活等特點于一身，更容易進入狹小空間，同時便于精細操作。由此，其在生物、醫(yī)學、航空、工農業(yè)及國防領域，有著廣闊的使用前景。據(jù)目前掌握的技術，可根據(jù)半導體器件生產過程中的蝕刻方法，在實驗室中完成亞微米級機械零件的制造。

4、模塊化。有人說機電一體化產品的模塊化是一項緊迫而艱難的任務。市場上，機電一體化產品的生產廠家很多，統(tǒng)一開發(fā)具有標準機械、電氣、動力、信息接口的機電一體化產品并非易事。制訂統(tǒng)一的標準是前提，這樣才能使各部件、單元匹配成功。機電一體化產品的生產商可以依照標準化產品進行創(chuàng)新，更新?lián)Q代，為自己的不斷擴大再生產奠定基礎。

5、網(wǎng)絡化。像所有產業(yè)一樣，網(wǎng)絡的出現(xiàn)及發(fā)展對機電一體化技術有著十分重要的影響，使其越來越向著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。市場上出現(xiàn)很多種類的機電一體化產品，其面向網(wǎng)絡的方式也不一樣。隨著網(wǎng)絡技術的普及，遠程控制和監(jiān)視技術發(fā)展前景廣闊，其實遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品的一種。

6、綠色化。隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，“綠色”產品已成為各產業(yè)所追求的至高目標。這是社會發(fā)展的趨勢，并要求產品的全生命周期，包括設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個過程都要綠色環(huán)保。機電一體化產品的綠色化要求產品的制造過程無污染、無浪費，結束產品生命時可回收利用。

結束語

機電一體化的核心工作有兩方面，其一是改變傳統(tǒng)產業(yè)，應用微電子技術使其達到節(jié)能、低耗，高質、高效的目標，從而引領傳統(tǒng)工業(yè)進一步大發(fā)展；另一方面是促進機電一體化產品的及時更新?lián)Q代，未來的機電產品將集自動化、數(shù)字化、智能化為一身。

參考文獻：

[1]徐世亮.淺談機電一體化技術的應用及發(fā)展[J].科技致富向導，2014,(3).

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一、高職機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題

1.培養(yǎng)目標、專業(yè)定位不準。傳統(tǒng)的機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案基本上按既懂機又會電來定位，往往造成機不太懂、電也不太通的尷尬局面，失去了該專業(yè)應有的特色，更不能滿足重慶市汽車摩托車、裝備制造、資源加工、高新技術四大支柱產業(yè)和沿海地區(qū)對人才的需求。

2.課程設置和教學內容不能滿足企業(yè)需求。近幾年來，重慶市機電一體化專業(yè)課程設置雖有所改進，但教學內容仍較陳舊，課程與教材內容重復較多，缺乏對學生智力的開發(fā)，學生所學到的知識與企業(yè)的要求尚存在差距。例如，數(shù)控加工工藝和刀具、CAD/CAM與數(shù)控自動編程、數(shù)控機床的維護與維修等教學還較薄弱。

3.體現(xiàn)工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材急待更新。目前高職院校所采用的機電一體化專業(yè)（數(shù)控方向）教材大多沒有充分體現(xiàn)出行業(yè)的發(fā)展水平，形態(tài)單一，內容陳舊，實踐性差。適合數(shù)控系統(tǒng)原理、數(shù)控機床故障診斷與維護維修和數(shù)控人才實訓等課程的教材非常有限，且與生產實際相脫離。

4.實踐教學方式不能體現(xiàn)高職教育特色。近幾年，筆者所在的萬州市一些職業(yè)院校在實訓硬件選型上逐步趨向采用工業(yè)用數(shù)控機床、加工中心。由于數(shù)控設備價格昂貴，學校購置設備數(shù)量有限，只能給學生作演示實驗，每個學生實際操作機會較少，而數(shù)控技術是實踐性很強的一門綜合技術，不通過實踐的體驗，很難學到操作技能，就達不到良好的教學效果。

5.“雙師型”教師數(shù)量不足、素質不高。目前在重慶市的職業(yè)院校中，具備相當?shù)睦碚撝R和豐富的實踐經驗的數(shù)控師資數(shù)量嚴重不足，由于一些職業(yè)院校固有的體制和政策規(guī)定上的限制，從社會上引進既具有豐富實踐經驗，又有一定理論水平的工程技術人員來充實教師，在職稱、工資、福利等方面得不到公正待遇，工作積極性得不到充分發(fā)揮。

二、高職機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定應注意的問題

1.形成新的人才培養(yǎng)機制。通過成立由學校、企業(yè)專家組成的專業(yè)指導委員會，充分的市場調研，確定本專業(yè)方向的理論與實踐課程體系和人才培養(yǎng)目標。制訂專業(yè)定位方向和人才培養(yǎng)目標，應立足庫區(qū)，面向西部和沿海地區(qū)，以滿足三峽庫區(qū)工業(yè)經濟快速增長對機電人才的需求。

2.注重學生綜合素質的培養(yǎng)。學校要始終把德育放在首位，把學做人和學技能結合起來。特別在基礎課、專業(yè)課教學和實踐教學環(huán)節(jié)中體現(xiàn)素質教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)業(yè)精神、創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作精神，進行愛崗敬業(yè)，艱苦奮斗的教育，幫助學生正確理解技術發(fā)展與勞動活動的關系，認識職業(yè)實踐活動對經濟發(fā)展和個人成長的意義，使受教育者形成健康的勞動態(tài)度、良好的職業(yè)道德和正確的價值觀。

3.形成具有高職特色的專業(yè)教學計劃。為了確保培養(yǎng)質量，突出職業(yè)能力，專業(yè)教學計劃要隨市場需要進行修改。將培養(yǎng)過程分為職業(yè)技術課程學習和職業(yè)崗位實訓兩個階段。第一階段圍繞專業(yè)核心技術的學習，建立課程體系，優(yōu)化課程組合，精選課程內容，突出實用性，將理論課與實踐課融為一體，課堂教學與動手操作有機結合。第二階段主要進行綜合實踐訓練，使學生積累崗位工作經驗。實踐環(huán)節(jié)與理論教學的比例大于1：1。同時加強高等數(shù)學、大學英語、計算機應用等工具類課程的教學，為學生今后的發(fā)展奠定一個堅實的基礎。

4.改革傳統(tǒng)教學方式和考試方式。專業(yè)課程設置要隨企業(yè)的需用而增減，隨時進行調節(jié)，教學方式也要靈活。我校的高職機電一體化（數(shù)控方向）專業(yè)開設數(shù)控機床故障診斷與維修，引進具有豐富實踐經驗的企業(yè)技術人員作為任課教師，上課不照搬教材，每次課以不同的課題形式進行現(xiàn)場教學，培養(yǎng)了學生對實際問題進行分析和解決的能力。

以技能性綜合實訓相結合的考核方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閉卷考試，成績評定以學習過程為主。

5.重視兩個基礎實習環(huán)節(jié)。重視傳統(tǒng)金工實習。現(xiàn)代制造技術是在傳統(tǒng)技術的基礎上發(fā)展起來的，自動化的數(shù)控機床，離不開傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨等加工技術，一個數(shù)控加工人員，如果不懂得刀具角度、切削用量和制造工藝，就不可能成為一個合格的數(shù)控人員。因此在教學計劃中必須設置金工實習，一般在第二學期開設，時間至少1個月。

重視生產實習。加強實踐教學環(huán)節(jié)，減少演示和驗證性實驗。在實踐教學別要注重生產實習這個環(huán)節(jié)，學生到企業(yè)不僅是學習職業(yè)技能，而且還要學習企業(yè)文化，因此生產實習的時間和何時設置都應該全面考慮，時間不能少于一個月。

6.開展多渠道的實踐教學方式。學校應走產學結合的道路，與企業(yè)共建實習實訓基地；加強校內實訓基地的建設，增加實驗實訓設備的投入；成立職業(yè)院校共享的實驗中心、實訓中心等，提供公共的實踐教學平臺；建立開放式實驗室等措施。以增加學生實際操作的機會，也提高了職業(yè)資格證書的含金量。

7.推行職業(yè)資格證書。根據(jù)培養(yǎng)目標和職業(yè)技能鑒定考核的要求，建立以基本技能、專業(yè)技能、綜合技能三大模塊為主線的實踐教學體系。實踐教學做到三年不斷線：一年級主要進行基本技能實訓；二年級主要進行專業(yè)技能實訓；三年級主要進行綜合技能實訓，讓學生參加勞動部門組織的職業(yè)技能鑒定考核，獲得相應工種的職業(yè)資格證書，實現(xiàn)職業(yè)資格零培訓。

8.改革傳統(tǒng)的畢業(yè)設計。可以將傳統(tǒng)的畢業(yè)設計改為畢業(yè)綜合實訓，內容為設計、加工生產實用型零件。因為畢業(yè)綜合實訓是對學生職業(yè)技能的培養(yǎng)，與以往的畢業(yè)設計（論文）相比，實踐教學的范圍更廣，意義更大，它不僅是學習和掌握崗位操作技能的關鍵環(huán)節(jié)，也是學生應用所獲知識、技能和技術的一次綜合訓練。

9.加強教材體系建設。采用教育部高職高專規(guī)劃與推薦教材和自編教材相結合的教材體系。教師根據(jù)現(xiàn)場調研、所任課程的發(fā)展現(xiàn)狀編寫講義，力求貼近實際，使學生掌握較新的理論、技術、工藝，形成一套較為適用的教材體系。

10.加強“雙師型”師資隊伍的建設。職業(yè)院校的教師應繼續(xù)通過學歷教育深造，采用請進來、走出去的方法對在職專業(yè)教師進行再培訓，更新教師的知識水平和技能；對缺乏實際經驗的年輕教師有計劃地送到企業(yè)或培訓基地進行實踐和學習，重點放在工藝技術、故障診斷和排除等方面；改革人事管理制度，有目的地招聘有實踐經驗的工程技術人員充實教師隊伍，給予他們各方面公正合理的待遇，以調動和發(fā)揮他們的積極性。同時注重加強機電復合型的教師培養(yǎng)。

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關鍵詞：繼電保護；整定計算；數(shù)據(jù)拼接； 發(fā)展

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

整定計算是保證電網(wǎng)正常運行最為基本的工作，能夠使得故障出現(xiàn)之后繼電保護裝置可以在短時間之內做出相應的反應，保護電路并盡快的排除故障。數(shù)據(jù)模型拼接技術是整定計算之中一個很重要的方法，而現(xiàn)在的技術等等方面也面臨著不少的難題。本文通過研究現(xiàn)狀的方式對數(shù)據(jù)拼接的發(fā)展方向做出簡要的分析。

一、整定計算的基本結構

整定計算是針對于數(shù)據(jù)的維修保護，通常都是將所有的數(shù)據(jù)集中起來一同維護管理。我們可以知道數(shù)據(jù)的集中無疑就是數(shù)據(jù)庫的職能了，因而整定計算的基礎就是數(shù)據(jù)庫，其中包括了許多基礎數(shù)據(jù)的內容：如接線圖、設備臺賬、基本運行方式、后備保護運行定值、整定計算模板、整定計算原則等多方面的基礎數(shù)據(jù)。其中接線圖主要使用了分層管理的方式，將電壓等級從南方最高的電壓到省內最低的電壓分成幾個等級的電壓。基本運行方式有全網(wǎng)運行、各省運行、省間運行等幾種基礎的運行方式。其中全網(wǎng)運行方式的基礎就是各省與省間運行方式兩種。后備保護運行定值由在各省之間的后備保護定值一同組成。而整定計算原則既可以使用全國統(tǒng)一的整定計算原則，同樣可以使用各省自己單獨制定的整定計算原則。

基礎數(shù)據(jù)庫將管理由管理方交給的所有建立的數(shù)據(jù)庫，包括維修、保護等等多個方面的管轄措施。各省電網(wǎng)用戶都會有屬于自己的數(shù)據(jù)庫，自己的數(shù)據(jù)庫也僅對用戶本人所開放，并且所有數(shù)據(jù)的使用登陸等等情況都會有所記錄，保證用戶數(shù)據(jù)的絕對安全。

二、數(shù)據(jù)模型的拼接

1 數(shù)據(jù)模型拼接的基本原理

上文中闡述了如何實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)庫的建立與管理，而數(shù)據(jù)的拼接正是把用戶的數(shù)據(jù)上傳到上級數(shù)據(jù)庫，然后進行拼接，從而形成完整的數(shù)據(jù)庫。拼接的過程大致是下屬電網(wǎng)整定計算系統(tǒng)導出圖形與參數(shù)到XML交換文件，之后經過第一次導入完整導入到空區(qū)域。后續(xù)導入即是匹配導入，僅導入修改的部分。其中目標區(qū)域是接受導入源工程數(shù)據(jù)的區(qū)域，這些區(qū)域都存在于目標工程之中。而目標工程指的是某種計算工程并且接受導入的數(shù)據(jù)進行整定計算。

2數(shù)據(jù)交換的原則

數(shù)據(jù)交換的過程中，所交換的文件對數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)參數(shù)進行詳盡的描述，導出時選擇相應的區(qū)域或者選擇部分區(qū)域以及之間的線路進行傳輸。而相對應的，導入的操作之中，文件的交換成為了數(shù)據(jù)交換過程之中最為關鍵的一個部分，要注意到以下幾個方面：（1）導入的過程中，文件的導入必須伴隨著相應的設置以及用戶的確認才能完整的進行，最終保存至數(shù)據(jù)庫之中。（2）交換文件與元件的名稱進行匹配。匹配主要是由兩個方面來進行的，自動匹配以及手動匹配，當然大多數(shù)的系統(tǒng)之中都是優(yōu)先采用自動匹配，而當不能自動匹配成功的時候，只有采用手動匹配的方式來進行匹配。兩種匹配方式都是為了迎合數(shù)據(jù)的分級方式從而進行的，均是逐層匹配。（3）在數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)庫的過程之中，數(shù)據(jù)庫將會記錄每一次所導入的數(shù)據(jù)所屬的區(qū)域，當下一次相同區(qū)域數(shù)據(jù)導入時，數(shù)據(jù)庫將會將兩次導入數(shù)據(jù)的區(qū)域相互比較，如有缺失的區(qū)域，系統(tǒng)將缺失的區(qū)域提取出來，詢問是否已經刪除。而相對應的一次性設備，將不會保存這類的信息。若上述中記錄信息的區(qū)域之中存在有一次性設備，系統(tǒng)將直接進行提示是否刪除。

3 整定計算數(shù)據(jù)拼接的技術難點

整定計算數(shù)據(jù)拼接的主要技術難點主要表現(xiàn)在將下級導出的交換文件與上級網(wǎng)絡進行拼接的過程之中，需要考慮許許多多這兩個方面的差距并做出最為合適的處理方案。其中包括了廠站、線路和其他元件的增加與刪減、名稱的更改、參數(shù)的改動、位置的改動、運行方式的不統(tǒng)一等等。這些不統(tǒng)一在修改的過程中存在的很多必須要注意的方面使得整個修改方案變得更加的困難。首先要確保在拼接之后的數(shù)據(jù)不會有任何的偏差。其次拼接過程中數(shù)據(jù)的修改不能從單獨的一方面進行，并且修改的過程最好能夠完整的展示給每一個用戶，能夠方便用戶的操作，從而提高整個系統(tǒng)修改的實用性。還有另外一點就是基于用戶操作的習慣不相一致，計算機的系統(tǒng)也會有所差異，所以之后整個數(shù)據(jù)拼接過程的優(yōu)化，將會從新程序的開發(fā)以及更新管理方案進行更加進一步的調整。

三、數(shù)據(jù)拼接發(fā)展方向

基于上述對于現(xiàn)階段繼電保護數(shù)據(jù)拼接的分析，可以看出現(xiàn)在數(shù)據(jù)拼接仍然有不少的難點需要我們進一步解決，其中技術難點與管理上的難題都有所存在，造成現(xiàn)在的數(shù)據(jù)拼接并不是十分科學高效的。故下文之中將對數(shù)據(jù)拼接的發(fā)展方向進行分析研究。

1智能化的開發(fā)將會成為數(shù)據(jù)拼接的主要發(fā)展方向。近些年來，智能化的發(fā)展越發(fā)的迅速，包含了眾多的領域，以至于神經網(wǎng)絡、遺傳信息等方面都出現(xiàn)了重大的突破。這些領域因為智能化的介入從而有了飛速的發(fā)展，完全都是因為這些領域之中，復雜的問題計算與研究占據(jù)了十分大的一部分，而繼電保護的一體化整定計算數(shù)據(jù)的拼接無疑也是屬于這一方面的。在數(shù)據(jù)拼接的過程之中會出現(xiàn)很多上下級信息不完全相同進而需要雙方面進行信息檢查的時候，智能化的優(yōu)勢將會體現(xiàn)出來，智能化將會把所有的信息進行比較分析，從而以最快的速度將整個數(shù)據(jù)拼接過程之中出現(xiàn)的差異給予正確的修復，智能化同時也可以更加方便用戶的操作，使得信息的拼接變得更加方便簡潔，而相對于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)拼接系統(tǒng)而言，智能化更高強度的加大了數(shù)據(jù)拼接的速率，同時也將錯誤率降至最低的水平之下。

2計算機的網(wǎng)絡化使得整個世界有了新一次的革命，對于數(shù)據(jù)的拼接同樣如此。網(wǎng)絡化同樣應該進入數(shù)據(jù)拼接的處理之中，繼電保護能保護整個電力系統(tǒng)，在故障發(fā)生的同時可以最為有效的排除、切斷故障元件，而數(shù)據(jù)的拼接在整個整定計算過程中顯得格外重要。故障點的探尋等信息的交換，在網(wǎng)絡化的環(huán)境之中，可以將信息更加快速安全的進行拼接整合，使每一個保護單元都可以共享信息以及更加穩(wěn)定協(xié)調的工作。網(wǎng)絡化使得數(shù)據(jù)信息管理更加方便簡潔，將信息有序的進行排列，在數(shù)據(jù)拼接的過程之中，大大減少了雙方信息不一致而導致的更加復雜的整理修改數(shù)據(jù)。

結語

本文通過對現(xiàn)在繼電保護一體化整定計算數(shù)據(jù)模型拼接的難點與缺失進行概述分析，對之后數(shù)據(jù)拼接的發(fā)展方向進行了預測，從而發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡化與智能化將會在數(shù)據(jù)拼接的方面占據(jù)更加重要的份額。這兩個方面的發(fā)展將會大大減少數(shù)據(jù)拼接過程之中出現(xiàn)的各種問題，提供更加先進的科學技術以及管理機制，能夠使得整個數(shù)據(jù)拼接過程錯誤率大大下降，也為每一個用戶提供了更加便捷的服務方式。