時間：2024-01-31 16:34:37
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為適應電網(wǎng)的快速發(fā)展需求，提高電網(wǎng)運行能力，解決電網(wǎng)中的信息孤島、協(xié)作難等問題，二次系統(tǒng)一體化的研究早在幾年前就被提上議事日程，并提出一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)（OS2）。這一系統(tǒng)打通各個專業(yè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系壁壘，實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的橫向業(yè)務協(xié)作和縱向數(shù)據(jù)交流，提高電網(wǎng)的綜合運行能力；將孤島式的專業(yè)系統(tǒng)有機聯(lián)系起來，加強專業(yè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。
1 OS2整體架構
1.1 定義
OS2就是按照SOA標準體系，具有一體化、模塊化、智能化特征，能滿足電網(wǎng)公司各級調度主站和10kV以上所有廠站運行業(yè)務需求和管理需求的新一代電網(wǎng)運行技術支持系統(tǒng)。OS2的主站端系統(tǒng)涵蓋電網(wǎng)運行監(jiān)控、管理的業(yè)務功能，運用標準化、開放的技術架構，將在線與決策、保信、節(jié)能發(fā)電調度、發(fā)電輔助服務考核、DMIS等系統(tǒng)有機結合起來，滿足電網(wǎng)運行監(jiān)控和管理全部的業(yè)務需求。廠站端則是在現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)、數(shù)字變電站等的基礎上，整合間隔層裝置、站控層數(shù)據(jù)、站端智能化功能，并建設統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集通道，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集和交換。
1.2 技術架構
OS2由主站端系統(tǒng)和廠站端系統(tǒng)組成，各個主站端和廠站端系統(tǒng)又可以分成運行控制系統(tǒng)（OCS）、運行管理系統(tǒng)（OMS）、電力系統(tǒng)運行駕駛艙（POC）或變電運行駕駛艙（SOC），覆蓋電網(wǎng)運行和管理的全過程，如圖1所示。
在這個技術架構中，OCS的主要功能是電網(wǎng)運行的在線監(jiān)控和自動控制；OMS則是通過運行分析輔助決策，重視決策的策劃。OCS與OMS的協(xié)同配合，實現(xiàn)電網(wǎng)的閉環(huán)控制和管理。POC建立在主站端系統(tǒng)的OCS和OMS上，它面向電網(wǎng)的決策管理人員和關鍵崗位人員，服務用戶，為其提供一站式的運行狀況和決策支持服務。而SOC則是建立在中心站的OCS與OMS之上，面向變電運行的關鍵崗位，為其提供面向廠站的運行、設備管理等方面的服務。除此之外，在這個系統(tǒng)中，還有橫向/縱向的OSB系統(tǒng)，其貫穿于整個電力生產(chǎn)的全過程中，是OS2系統(tǒng)的信息交互紐帶。各個主站、廠站系統(tǒng)通過縱向的OSB實現(xiàn)信息交互，而系統(tǒng)內(nèi)則采用橫向OSB系統(tǒng)，通過統(tǒng)一的信息編碼、標準接口實現(xiàn)各個模塊的即插即用，將系統(tǒng)與企業(yè)的信息管理系統(tǒng)交接起來，實現(xiàn)為企業(yè)的在線服務，實現(xiàn)信息共享。
2 OS2的特征
2.1 一體化
OS2提出的初始原因之一就是要解決電網(wǎng)系統(tǒng)中的信息孤島、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃管理問題。因此，該系統(tǒng)在建設之初就大力推進全方位覆蓋、全過程管理和統(tǒng)一規(guī)劃。在OS2系統(tǒng)中，其一體化特征主要體現(xiàn)在三個方面：一是從廣度上覆蓋整個電網(wǎng)，一體化的全方位覆蓋，它支持全網(wǎng)各級調度主站和廠站的一體化運行監(jiān)控、運行管理。二是從深度上實現(xiàn)全過程的覆蓋，滿足電網(wǎng)運行的安全、經(jīng)濟、技術等要求，覆蓋電網(wǎng)運行的全過程，實現(xiàn)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)的無縫對接和一體化管理。三是從協(xié)同作戰(zhàn)上實現(xiàn)一體化的全面協(xié)同，支持電網(wǎng)各個專業(yè)業(yè)務的橫向、縱向協(xié)調。
2.2 模塊化
OS2是面向電網(wǎng)專業(yè)業(yè)務的運行調度自動化系統(tǒng)，它以業(yè)務為導向，將其形成不同的模塊，實現(xiàn)業(yè)務與生產(chǎn)的耦合。從系統(tǒng)運行方面來看，模塊化包含了整個電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電的全過程。它建設了開放的信息化平臺，并應用標準化接口保證各類專業(yè)系統(tǒng)以模塊化形式即插即用，實現(xiàn)各個專業(yè)系統(tǒng)融入OS2中協(xié)同作戰(zhàn)。在主站端的模塊化上，它將電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)集中到一起，為決策提供輔助服務；統(tǒng)一了電網(wǎng)的模型，消除信息孤島，實現(xiàn)了各個業(yè)務的橫向、縱向交流，提升電網(wǎng)的一體化運行管理能力；整合現(xiàn)有資源，并健全標準體系，加強信息化管控。
2.3 智能化
OS2的智能化是實現(xiàn)電網(wǎng)運行信息的橫向、縱向無障礙流通和交互，打破了專業(yè)系統(tǒng)之間的壁壘，實現(xiàn)了電網(wǎng)的閉環(huán)運行控制，并加強安全監(jiān)控預警，保證電網(wǎng)運行的安全。通過智能化提高各個系統(tǒng)之間的協(xié)同作業(yè)能力，從而有效提高各項工作的效率和質量，提高經(jīng)濟效益和社會效益。從技術角度來說，OS2實現(xiàn)各個專業(yè)、領域的互動配合。一是調度中心的各個專業(yè)之間的互動配合。二是電網(wǎng)運行與規(guī)劃之間的互動配合，OS2實現(xiàn)貫穿于電力系統(tǒng)運行全過程的信息無障礙交互，而這些正好為規(guī)劃工作提供依據(jù)，使得規(guī)劃工作更加精細化，及時將電網(wǎng)運行的數(shù)據(jù)資料傳遞給電網(wǎng)規(guī)劃，然后智能化進行不同周期、不同主題的規(guī)劃，并跟蹤規(guī)劃對電網(wǎng)運行產(chǎn)生的影響。
3 結束語
本文介紹了一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)（OS2）的定義、技術架構、特征，其不能滿足電網(wǎng)運行的經(jīng)濟、技術、安全等方面需求，介紹了電網(wǎng)運行的新思路，為實現(xiàn)電網(wǎng)運行管理的跨越式發(fā)展奠定基礎。
參考文獻
[1]汪際峰.南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)建設初探[J].南方電網(wǎng)技術，2012（02）：1-5.
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中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0127-02
我校于2011年被人力資源和社會保障部納入第二批工學一體化課改單位，學校非常重視這項改革，大刀闊斧的進行了教學模式的改革與創(chuàng)新，打破學科性課程體系，在廣泛而深入的企業(yè)調研和專家訪談基礎上，圍繞典型工作任務，重新構建課程體系。建筑電氣CAD一體化課改中我們引入了CDIO 理念。本文結合CDIO理念，探索電氣專業(yè)“建筑電氣CAD”課程教學方法等相關問題。
一、建筑電氣CAD課堂教學中存在的問題
“建筑電氣CAD”是技工院校電氣專業(yè)的一門重要專業(yè)平臺課程。通過課程學習，旨在使學生掌握CAD 軟件的操作，并能應用于建筑工程施工圖的識讀、修改和繪制，以培養(yǎng)適應建筑工程施工、生產(chǎn)第一線急需的高技能人才。
近幾年來，技工院校在教學硬件條件方面得到了前所未有的提高，使得以前在理論課教室上CAD課程、學生上機練習的機會比較少的簡單教學模式有了極大改觀。但是仍存在以下問題。
1.教材內(nèi)容實際工程案例較少
現(xiàn)有的大部分CAD制圖教材的內(nèi)容雖然加入了相應的項目練習，但是仍然圍繞基本繪圖知識展開，沒有一個完整的工程實例。章節(jié)之間知識點零散缺乏系統(tǒng)性、連貫性，學生學完后對實際工程案例缺乏概念，根本完成不了實際工程圖的繪制。
2.教學手段單一
CAD 課程多在多媒體軟件實訓室授課，教師邊演示邊講解、學生邊看邊思考。這樣的教學方法相比以前進步很大，但仍有弊端。一是學生無法進行同步練習，容易丟失學習節(jié)奏；教師對學生掌握程度也難以掌控；二是教師需要低頭專注于電腦屏幕的演示操作，對學生聽課情況和課堂紀律容易忽視；三是教師演示什么學生就練習什么，照葫蘆畫瓢，教學手段依然帶有“填鴨式”色彩，不利于學生進行主動學習和探索學習。
3.無法培養(yǎng)團隊精神
CAD課程的學生練習環(huán)節(jié)往往都是由學生獨立完成，學生之間很少討論，遇到問題就會不假思索的詢問老師，學生操作中個體意識強烈，缺乏團隊協(xié)作精神。
二、CDIO理念的內(nèi)涵
CDIO是2001年由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等教育機構創(chuàng)立的一種新型工程教育理念和教學應用模式[1]。CDIO 代表“構思”（Conceive）、“設計”（Design）、“實施”（Implement）、“運行”（Operate）。
CDIO 理念內(nèi)涵是盡可能采接近工程實際的綜合性設計項目進行教學，使學生從內(nèi)容各不相同的工程實踐項目中學到的方法和能力是一致的，在教學中把理論與實踐有機結合，培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力和解決實際問題的綜合能力。
三、基于CDIO理念的教學改革
由于傳統(tǒng)的教學模式存在諸多弊端，難以滿足企業(yè)對實踐型人才的要求，因此基于對CDIO 理念的理解，教學改革的探索重點是培養(yǎng)學生的工程基礎知識、個人繪圖能力、人際團隊能力和工程應用能力。
1.改革教學方法
（1）實例教學法。在 CDIO理念的啟發(fā)下，課程初期（約1-2月）不再以“點、直線、圓”等基本指令為綱，而是精選針對性和代表性較強的繪圖實例，寓“指令”于“實例”，由淺入深、循序漸進地逐步講解。然后在實例演示中針對具體的指令操作再進行重點講解，最后學生結合實例進行上機練習。
值得注意的是，課程初期是圍繞“學生能熟練掌握CAD基本指令”的目標開展教學活動，此時學生基礎知識薄弱，不宜一步到位采用工程項目教學法。通過實例教學，能夠使學生對軟件操作有直觀感受，激發(fā)學習積極性，培養(yǎng)基本的識圖、制圖的能力和一絲不茍的工作作風，既滿足了學以致用的需求，也為下一步的工程項目圖繪制打下堅實基礎。
（2）工程項目教學法。CDIO 教育模式要求學生基于工程項目的全生命周期進行學習與實踐，以項目作為基礎知識傳授與基本技能掌握的載體[2]。結合“建筑電氣CAD”課程目標和特點、以及學生的實際情況，在工學一體化課改中我們提煉出了10個典型項目，它們均來源于工程實際，能將建筑和電氣制圖相關知識有機的結合起來，具體項目如表1 所示。
10個典型項目均為團隊合作項目，置學生于實際的工作環(huán)境中，使其能切身體會項目圖從構思、設計到繪制、修改的完整過程，學生在項目進行過程中學習探索、綜合應用知識，鍛煉團隊精神、學習基本項目組織、管理，培養(yǎng)CDIO能力[3]。
需要注意的是，實際工程項目必然是“大而全”，包含了全部知識點，如果直接拿來就用于課程教學，教學目標極容易“跑焦”，學生也會一頭霧水，無從下手。因此，教師必須結合課程要求和學生實際對項目圖進行提煉加工，圍繞教學目標和課程重點對項目圖進行改造，比如項目5“繪制獨立別墅電氣照明工程圖”，教師授課前就需要對項目圖的建筑平面圖部分進行淡化處理，突出照明設備、開關、配電箱和接線，這樣教學目標就一目了然。
2.改革教學模式
為了推行CDIO教學模式，課程的整個實施過程都在多媒體軟件實訓室進行，保證學生人手一臺電腦，課程4 節(jié)連排，軟硬件環(huán)境的具備為真正實現(xiàn)了CDIO教學提供了有力支撐。
將班級學生進行分組（3～4 人為一組），每組學生的電腦圍成一圈，每組一個小組長，由小組長統(tǒng)籌安排成員具體工作任務。教師要求學生在規(guī)定的時間段內(nèi)合作完成相應的項目，其具體實施過程如圖1所示[4]。
任務描述階段（C）：任務描述階段是項目開始的第一步，教師首先講解基本知識，將項目的任務、問題與知識導入，讓學生明確本項目要完成的任務。
任務討論階段（D）：學生接到項目任務書后，自學完成該項目任務需要的知識和技能。在小組長的帶領下，獨立分析或小組研討項目的構思、設計和實施路徑。
任務實施階段（I）：學生按照設計方案、工程規(guī)范完成項目任務。學生在實踐中必然遇到很多問題，此時教師再分組對學生進行輔導，完成知識的深化和拓展。
總結評價階段（O）：項目基本完成后組內(nèi)先對圖紙進行總結評價，發(fā)現(xiàn)錯誤或不足，進一步完善，最后由教師評價項目成績。
教學過程中，教師要做好“工程監(jiān)理”角色，小組長做好“項目負責人”角色，小組成員做好“工程技術人員”角色。通過職責分配，使學生熟悉并深入到工程環(huán)境中，培養(yǎng)其解決實際問題的能力。同時讓學生在不斷地碰撞和溝通中學會相互支持，共同進步。真正實現(xiàn)“在實踐中學習、在學習中實踐”。
3.改革考核模式
建筑電氣CAD課程以過程化考核取代期末考試，成績采用百分制。每個工程項目設計具體量化評價指標，所得總分按10%折算計入期末成績。項目二“繪制建筑平面圖”成績構成如表2 所示。
表2 項目二“繪制建筑平面圖”成績構成一覽表
內(nèi)容 要求 單項分數(shù) 實際成績
設置繪圖環(huán)境 設置繪圖界限、圖幅等 5
設置圖層 準確設置、使用圖層 10
繪制水平和垂直軸線 直線、偏移、陣列等指令使用正確 15
繪制墻體 兩層多線使用正確，可使用多種方法打開墻體 20
繪制門窗 墻體開口正確，熟練使用多線、圓弧等指令繪制門窗 15
繪制樓梯 樓梯臺階和扶手繪正確 10
文字標注 文字字體、大小、顏色等設置正確 10
尺寸標注 尺寸數(shù)字設置正確，尺寸標注大小合適 15
學習態(tài)度 學習的積極性、主動性、團隊意識、創(chuàng)新意識 10
考核模式以10個工程項目成績?yōu)樽ナ?，能促使學生重視每個教學環(huán)節(jié)，有效的調動了學生在整個課程學習中的積極性，避免了突擊應付考試的現(xiàn)象，從而顯著提升了教學效果。
四、教學改革的實施效果
建筑電氣CAD課程改革我們實施了2年，在摸索中不斷完善，得到學生的普遍歡迎，取得了良好的教學效果，主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1.課堂活躍度大大增加。課堂不再是傳統(tǒng)的“你教我學”、枯燥的臨摹繪圖，開放性的課堂使學生成為主角。學生主動參與的熱情非常高，當其設計思路得到認可、工程項目圖通過驗收后，學生會對自己的成果感到非常自豪。
2.通過真實的工程項目練習，縮短了學生與實際工程的距離，提高了學生分析和解決實際問題的能力。
3.增強了學生的就業(yè)自信心。許多學生不再覺得工程項目高不可攀，發(fā)現(xiàn)“所學即所用”后內(nèi)心產(chǎn)生了強烈的自信心，為日后應聘較高層次的工作崗位打下堅實基礎。
五、結語
本文以CDIO理念為指導，探索了建筑電氣CAD一體化課程改革，旨在提升學生解決實際問題和團隊協(xié)作能力，提升教學效果，從而滿足企業(yè)工作現(xiàn)場對高技能人才的需求。實踐證明這種教學改革仍然面臨不少問題，例如典型項目的提取、工程項目圖的加工絕非一朝一夕之功，亟待深化完善。同時，開放性課堂使得教師對教學進度的掌握也變得困難，需要教師和學生的不斷磨合調整。這些問題的存在也是下一步深化課程改革的動力所在。
參考文獻：
[1]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經(jīng)典模式――基于對課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.
現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產(chǎn)生活需要。各學科相互滲透，相互促進，為新的技術改革，知識創(chuàng)新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發(fā)展而成的。
一、機電一體化技術簡介
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日，機電一體化這一概念已經(jīng)廣泛的被接受和應用。
機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結合，而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術，傳感器技術，自動控制技術，計算機技術，接口技術，信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術，并不斷發(fā)展，廣泛應用的一門新興科學技術。
二、機電一體化技術的發(fā)展狀況
（一）、世界范圍內(nèi)的發(fā)展
20世紀60年代以前為初級階段。這一時期，人們在生產(chǎn)生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結合起來，而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產(chǎn)品的性能，這便出現(xiàn)了最早期的機電一體化技術。期間發(fā)生的第二次世界大戰(zhàn)，促使了機械技術與其他技術的融合。戰(zhàn)后，這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍，但并沒有提出機電一體化這一概念，沒有將多技術的結合推廣。
20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發(fā)展的時期。由于計算機技術的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，大規(guī)模的集成電路和微型計算機開始出現(xiàn)，這位機電一體化技術的發(fā)展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段，Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可，機電產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。
20世紀90年代開始，機電一體化技術進入新的階段。這一時期，通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結合，出現(xiàn)了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時，機電一體化技術本身的研究日益成熟，對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究，使機電一體化技術的基礎更加完整，理論體系更加完善。
（二）我國機電一體化技術的發(fā)展
[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家?guī)ьI的機電一體化領導小組，并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，雖然都取得了一定成果，但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。
三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
在半個世紀左右的發(fā)展中，人類生產(chǎn)生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求，推動機電一體化技術產(chǎn)品的智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化、綠色化和微型化程度快速發(fā)展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。
智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發(fā)展方向，也是機電一體化技術與傳統(tǒng)機械技術的重要區(qū)別之一。隨著智能控制技術的進一步發(fā)展和人工智能技術在生產(chǎn)設計活動中被越來越重視，機電一體化技術的智能化發(fā)展迅速。在更高速的微處理器出現(xiàn)以及運籌學、仿生學等技術的輔助下，機電一體化產(chǎn)品更好的擁有人類的部分智能。
機電一體化技術的發(fā)展必須標準化、系列化。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)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(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準，將各個單元、接口統(tǒng)一化，以便擴大規(guī)模生產(chǎn)。但由于這項技術剛剛興起，做到標準化系列化還很難。
網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展，為機電一體化技術帶來了新的影響。網(wǎng)絡的普及使得基于網(wǎng)絡的各種機電產(chǎn)品遠程控制得到很大發(fā)展。而總線技術和局域網(wǎng)技術的發(fā)展，帶動了家用機電產(chǎn)品系統(tǒng)化，集成化的發(fā)展。
[2]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。另一個表現(xiàn)是通信功能的增強。機電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是更加注重人格化，機電一體化的人格化有兩層定義，首先，就是模仿生物生理機能，設計各種機電產(chǎn)品。另外，機電一體化產(chǎn)品歸根到底是人在使用，賦予機電產(chǎn)品人的智能、情感、個性愈發(fā)重要，其總重目的便是人機一體。
在生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)重要的今天，機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產(chǎn)品是指產(chǎn)品在設計、試驗、生產(chǎn)以及回收銷毀等方面對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率高。設計、使用綠色機電產(chǎn)品，是機電一體化技術發(fā)展的必然趨勢。
機電一體化技術的微型化指的是機電產(chǎn)品向微型機械及微觀領域發(fā)展。這一概念興起于20世紀80年代末，國外稱其為微電子技術。微電子產(chǎn)品體積小、耗能低、靈活性高，可廣泛應用于生物、醫(yī)療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰(zhàn)就是必須采用超精加工技術進行生產(chǎn)制造，如果在這一方面有了較大的發(fā)展，那么機電一體化技術的微型化將有質的飛躍。
綜上所述，機電一體化技術是社會勞動力發(fā)展的產(chǎn)物，也是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類，使傳統(tǒng)的機械預設方法和預設概念發(fā)生著革命性的變化。伴隨著現(xiàn)代科學技術的不斷創(chuàng)新，機電一體化技術的發(fā)展前景也將愈發(fā)光明。大力發(fā)展這一先進技術，不僅是人類文明發(fā)展的要求，也是創(chuàng)新理念，振興工業(yè)的必經(jīng)之路。
1.1機電一體化的基本概念
機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域，其定義版本較多，其中一種較為權威的定義表述如下：機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中，應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機械系統(tǒng)的控制中心進行集成化，并且與安裝在計算上的上位機軟件實現(xiàn)雙向通信，一般來說，機電一體化技術也是一門交叉學科技術，涉及到的主要技術有通信技術，機械技術，微電子技術，電力電子技術等，機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來，形成一個整體并內(nèi)嵌入機械系統(tǒng)中。
1.2機電一體化技術的基本特征
機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術，有其自身的特點，通過實際調查總結和查閱相關資料，本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點，接下來詳細說明如下。（1）應用的廣泛性：機電一體化技術由于涉及的技術較多，是一門涉及多學科的交叉技術，正是由于這一特點，使得機電一體化技術應用十分廣泛，已經(jīng)遠遠超出了機械工程的應用范疇，當然，本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢。（2）具有很強的邏輯性：由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合，應用到機械領域中，把系統(tǒng)的機械機構和上位機軟件控制合為一體，也就是形成一個統(tǒng)一的整體，從這個層面來說，機電一體化技術具有很強的邏輯性，或者說擁有很強的系統(tǒng)性。（3）機電一體化具有很強的最優(yōu)化建模理論：機電一體化技術經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成完整的最優(yōu)化理論體系，相關算法可以參閱相關文獻，限于論文篇幅，在這里不再累述。
1.3機電一體化技術的最新發(fā)展趨勢
經(jīng)過多年的發(fā)展，機電一體化技術已經(jīng)形成了自己的理論體系，隨著我國高新技術不斷發(fā)展，越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上，機電一體化的最新的發(fā)展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發(fā)展。
2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢分析
本小節(jié)在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發(fā)展趨勢，結合實際，本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現(xiàn)代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢，下面詳細討論。
2.1機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析
在國外，機電一體化技術應用到機械工程領域較早，通過查閱資料得知，美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域，我國相對起步晚，但是起點較高，20世紀60年代，我國通過引進蘇聯(lián)控制設備，逐漸把機電一體化技術應用到機械領域，并在20世紀80年代，實現(xiàn)機電控制設備國產(chǎn)化，隨著科技不斷進步，以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術，這使得機電一體化技術煥發(fā)出勃勃生機，應用領域進一步擴大。
2.2機電一體化在現(xiàn)代機床控制上的應用
機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現(xiàn)代機床控制上，現(xiàn)代機床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現(xiàn)代機床的控制系統(tǒng)具有很強的抗干擾性，機電一體化技術由于采用計算機處理技術，處理速度快，精度高、內(nèi)置多塊DSP芯片，抗干擾能力強。
2.3機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用
機電一體化技術除了應用與純機械工程領域，還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域，通過實際調查得知，我國全自動包裝機已經(jīng)全部采用機電一體化技術，由于包裝機械不但設計機械工程知識，還涉及機電控制技術，微機處理技術等，所以一般的控制系統(tǒng)很難勝任，機電一體化技術由于是一門交叉學科，所以具有很強的靈活性，所以機電一體化技術較好的解決了這個問題，機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來，融為一體，通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態(tài)。
3機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景
通過對機電一體化當前發(fā)展趨勢的調查研究，本文認為，機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景包括以下幾點：（1）專用化趨勢不斷加強：隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化，機電一體化技術表現(xiàn)出明顯的專用化趨勢。（2）智能化不斷加強：近年來，隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域，機電一體化技術也呈現(xiàn)了智能化趨勢。（3）能耗低：節(jié)約資源，保護環(huán)境成為全社會的共識，在這種背景下，機電一體化技術積極加強自身改革，不斷研發(fā)新技術，把能耗進一步降低。
一、機電一體化的概念與由來
人類進入了一個新的世紀──21世紀。回顧過去的20世紀，人類的經(jīng)濟和科學技術發(fā)展成果超過了過去所有世紀的總和。傳統(tǒng)的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術的融合程度比任何一次技術革命都高。機電一體化技術產(chǎn)生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機械學科發(fā)展的必然結果?！皺C電一體化”這一技術術語最初來源于日本學術界，他們根據(jù)英文的Mechanics（機械學）和Electronics（電子學）兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機電一體化”,Mechantronics一詞從學科角度可以翻譯為“機械電子學”，我國科技界也經(jīng)常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達詞匯。
一般認為，機電一體化是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在機電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與信息科學等學科相互融合而形成的學科。其次，機電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調機械與電子的結合，即將電子技術“溶入”到機械技術中而形成新的技術與產(chǎn)品。隨著機電一體化技術的發(fā)展，以計算機技術、通信技術和控制技術為特征的信息技術“滲透”到機械技術中，豐富了機電一體化的含義，現(xiàn)代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術的結合，還包括光（光學）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達了技術之間相互結合的學術思想，強調各種技術在機電產(chǎn)品中的相互協(xié)調，以達到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機電一體化是多種技術學科有機結合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。
二、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
與其它科學技術一樣，機電一體化技術的發(fā)展也經(jīng)歷了一個較長期的過程。有學者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發(fā)展階段和智能化階段三個階段，這種劃分方法真實客觀地反映了機電一體化技術的發(fā)展歷程。
“萌芽階段”指20世紀60年代以前的時期。在這一時期，人們在機械產(chǎn)品的設計與制造過程中總是自覺或不自覺地應用電子技術的初步成果來改善機械產(chǎn)品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)良的軍事用途的機電產(chǎn)品。這些機電結合的軍用技術在戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復和技術的進步起到了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發(fā)展階段”。在這一時期，人們自覺地、主動地利用3C技術的成果創(chuàng)造新的機電一體化產(chǎn)品，3C技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給以很大的關注和支持。
從20世紀90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機電一體化技術向智能化方向邁進，其主要標志是光學、通信技術等領域進入機電一體化，同時，由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內(nèi)容：
（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。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術。
（2）計算機與信息技術
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(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
（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
其范圍很廣，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(jīng)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。
四、結語
綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻：
［1］李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．
［2］潘忠堂．淺析傳感器技術是機電一體化的一項關鍵技術．機械電子工程，1998(1)：13-17,39
中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0238-02
0 引言
新型技術和新型工藝的不斷涌現(xiàn)促進了機械工業(yè)的發(fā)展和進步。機電一體化技術的應用深刻地影響著人們的生產(chǎn)和生活。同時，作為衡量一個國家綜合國力的指標，機電一體化技術和各國的通信事業(yè)、交通事業(yè)以及航天事業(yè)等息息相關。因此，機電一體化技術作為一種必然的發(fā)展趨勢，已經(jīng)引起了各國的關注。
1 機電一體化的相關概念
相比于西方發(fā)達國家，我國的機電一體化技術的發(fā)展步伐相對緩慢[1]。機電一體化起源于20世紀70年代的日本雜志――《機械設計》，是集機械和微電子技術于一體的一門集合技術。機電一體化技術主要是通過將微電子技術、信息技術以及信號接收技術等多種綜合技術進行有效地整合，從而應用于實際的混合技術中。
作為一門自成一體的新型技術學科，機電一體化所涵蓋的技術和產(chǎn)品具有多功能、安全性高以及消耗少等優(yōu)勢。我國的機電一體化技術由于受傳統(tǒng)工業(yè)的影響較大，同時受經(jīng)濟和技術等條件的束縛，還需要進行不斷地完善和改進。
機電一體化的相關產(chǎn)品和技術主要可以分為三個部分，其分別為電子、相關軟件以及機械三大模塊[2]。作為多種新興技術形結合的產(chǎn)物，機電一體化技術可以充分地利用不同模塊的特點和優(yōu)勢，設計和制造出更多全新的產(chǎn)品，以更好地服務于人類。伴隨著科學技術的發(fā)展和進步，與機電一體化相關的各項技術開始出現(xiàn)相互融合的趨勢，機電一體化技術的應用前景也十分良好。
2 機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀分析
我國的機電一體化技術大致始于20世紀80年代初期，由于受國際關系的影響，機電一體化技術被列入為“九五”特別發(fā)展規(guī)劃中。國家相關部分組織機電一體化研究領導小組開展相關會議，對機電一體化的相關技術進行綜合性研究。同時，北京大學、清華大學等國內(nèi)知名院校和國家研究機構開始逐漸地加大對機電一體化技術的重視。尤其是一些大專院校開始擴大相關專業(yè)的招生比例，以培養(yǎng)更多的相關技術性人才和應用人才。盡管如此，我國與西方發(fā)達國家的機電一體化水平相比還存在一些差距。
二十世紀九十年代后期發(fā)展至今，機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關工業(yè)制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監(jiān)控和自動報警的應用中，如果相關的設備和工程機械出現(xiàn)了故障，電子監(jiān)控設備以及自動報警系統(tǒng)能夠及時準確地為工作人員提供相關信號，以方便工作人員及時地維護和更新。這些設備的應用不僅能夠簡化工作人員的設備維護工作，而且還能夠極大地提高相關人員的工作效率，同時也保障了機械正常運行的安全性。因此，作為現(xiàn)代工程機械發(fā)展的一項重要技術，機電一體化技術還需要進一步完善，才能夠更好地為國民經(jīng)濟發(fā)展而服務。
世界上機電一體化技術相對比較成熟的地區(qū)主要是分布在歐洲、美國以及亞洲的日本等。這些地區(qū)和國家由于具有雄厚的經(jīng)濟實力和堅實的工業(yè)基礎，在機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)方面取得了重大的成就。例如我們較為常見的辦公設備――復印機，則是美國的一項重大發(fā)明。目前，這些國家和地區(qū)在機電一體化技術領域不僅擁有高素質的技術人員，而且還具有靈活的經(jīng)營理念，從而給自身的發(fā)展提供了良好的機遇。機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)開始滲透各個生產(chǎn)領域，同時也開始向集成化方向轉變。
3 機電一體化技術的發(fā)展趨勢探討
機電一體化技術的發(fā)展離不開相關技術的支持。作為一門新興的邊緣性學科，處于發(fā)展的良好階段。機電一體化作為一項核心技術，開始逐漸朝著以下三個方向發(fā)展：
3.1 生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)籌兼顧
眾所周知，工業(yè)革命和科技革命的到來雖然給人類創(chuàng)造了大量的物質財富，同時也給環(huán)境造成了巨大的壓力。日益嚴重的工業(yè)污染給人們的生活帶來了極大的不便。因此，隨著人類進程的發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始追求生態(tài)環(huán)保的產(chǎn)品。環(huán)保型產(chǎn)品的研發(fā)與設計要求其在使用的過程中能夠最大程度地減少對環(huán)境的危害，同時又能夠最大程度地利用有效資源創(chuàng)造更多的物質財富。
機電一體化技術將要求企業(yè)能夠從生態(tài)效益的角度出發(fā)，研發(fā)和生產(chǎn)更多的環(huán)保型產(chǎn)品，從而促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從未來的發(fā)展格局來分析，機電一體化信息技術將為生態(tài)環(huán)保型產(chǎn)品的應用提供堅實的物質基礎。機電一體化技術不僅能夠提高機械的整體功能，而且還能夠地有效克服傳統(tǒng)機械系統(tǒng)的缺陷。尤其是類似傳統(tǒng)造紙工業(yè)的發(fā)展，不僅會造成嚴重的資源浪費，而且還容易導致水土流失非常嚴重。相反，機電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)將會有效地統(tǒng)籌兼顧生態(tài)效益和環(huán)境效益，最終促進企業(yè)的長遠發(fā)展。企業(yè)在獲得經(jīng)濟效益的同時，又兼顧了環(huán)境生態(tài)效益。機電一體化在這方面顯示出了無可比擬的優(yōu)越性。機電一體化技術以最大限度地利用現(xiàn)有的能源工藝系統(tǒng)，采用最先進的生態(tài)生產(chǎn)技術，創(chuàng)造出無污染、無公害產(chǎn)品。
3.2 現(xiàn)代信息網(wǎng)絡化格局的優(yōu)化整合
現(xiàn)代信息技術的發(fā)展為機電一體化技術的改進提供了良好的平臺。由于機電一體化技術是多種信息技術的綜合體，因此未來的機電一體化產(chǎn)品將逐漸朝著網(wǎng)絡化格局方向發(fā)展。例如，我國在十九世紀八十年代中期將工業(yè)機器人的相關研究和開發(fā)列入為重點發(fā)展項目。同時，部分工業(yè)企業(yè)已經(jīng)開始將工業(yè)機器人應用于實際生產(chǎn)領域，比如相關的水下作業(yè)、智能搬運和裝配等。智能化的發(fā)展成為了機電一體化技術發(fā)展的重要特點。目前，我國的珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)有大約100多家企業(yè)開始從事工業(yè)機器人的研發(fā)工作，同時也取得了較為理想的成就。
隨著二十一世紀的到來，各個國家相互之間聯(lián)系也開始不斷加強。機電一體化技術的發(fā)展也將會對各個國家的工業(yè)生產(chǎn)、政治聯(lián)系以及教育教學等方面帶來極大便利?；ヂ?lián)網(wǎng)的應用和普及對遠程監(jiān)控技術的發(fā)展提供了有利條件。比如河南省鄭州市某單位在通信工程的建設中，相關的施工人員可以通過遠程監(jiān)控控制終端的應用，對各個路段的電纜鋪設進行及時地跟蹤，同時對每一個電纜鋪設的地理環(huán)境進行自動檢測，以便于施工人員操作和控制。不僅如此，在通信設備的運行過程中，網(wǎng)絡遠程控制人員還可以通過相關設備對各個線路系統(tǒng)進行檢測，通過系統(tǒng)的提示從而發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，并且做出及時的決策，提高通信設備管理人員的工作效率。
因此，機電一體化技術在未來的發(fā)展過程中將會利用現(xiàn)代信息技術的優(yōu)勢，構建一個完整的網(wǎng)絡化格局，通過對各個模塊的不斷開發(fā)，從而提高產(chǎn)品的整體性能。機電一體化產(chǎn)品將會充分地利用不同模塊的特點迅速地產(chǎn)生更多的衍生產(chǎn)品，從而方便各大行業(yè)領域的生產(chǎn)工作。
3.3 微型機械產(chǎn)品的開發(fā)應用范圍擴大
網(wǎng)絡化時代的到來，給人們的生產(chǎn)生活帶來了全新的面貌，同時也為機電一體化技術的應用提供了契機。越來越多的微型機械產(chǎn)品開始投入應用，進而提高了相關生產(chǎn)領域的工作效率。由于微型機械產(chǎn)品在材料的選擇、結構的設計以及定位等方面都具有極大的優(yōu)勢，從而得到了廣泛的應用。
例如，醫(yī)學領域中的腹腔鏡手術、胸腔鏡手術等，就是利用微創(chuàng)手術創(chuàng)口小，疼痛輕以及出血少等優(yōu)點，為患者帶來了福音。同時，超精密加工技術作為機電一體化技術的應用成果被廣泛應用于機床加工以及光學零件加工等領域。尤其是對硬脆材料的精密加工以及拋光等，超精密加工技術都發(fā)揮了重要作用。作為尖端技術的象征，超精密加工技術在各個國家的各大領域中扮演著重要的角色。此外，微型機械產(chǎn)品在航天航空事業(yè)、信息技術等領域都發(fā)揮了其自身獨特的優(yōu)勢，促進了國民經(jīng)濟事業(yè)的快速發(fā)展。微型加工技術以及相關設備的發(fā)展速度加快，對微型機械的產(chǎn)生也產(chǎn)生了重要的作用[4]。
因此，機電一體化技術的發(fā)展將會使微型機械產(chǎn)品的開發(fā)應用范圍不斷擴展。微型化作為一種發(fā)展的趨勢也必將會促進機電一體化技術的進步。
4 結束語
綜上所述，機電一體化技術的發(fā)展是人類社會進步的文明成果。同時，機電一體化技術的應用還有待于進一步探索和研究。各種新型技術的大融合將會使機電一體化技術日益成熟。因此，在未來的發(fā)展中各大企業(yè)應該加大對機電一體化技術的科研力度，研發(fā)出更多有利于人類社會生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品，從而促進國民經(jīng)濟事業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻
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中圖分類號：TH39 文章編號：1009-2374（2017）05-0065-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.031
機電一體化技術為一種由多種學科交織發(fā)展所形成的產(chǎn)物，為一類維持社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展與提升的必然產(chǎn)物，在提高工程技術手段以及工作效率方面扮演著重要的角色。機電一體化技術通過將微電子、機械工程、信息技術等方面相互滲透于融合，促進提高了對信息的處理與控制。目前國內(nèi)外機電一體化技術得到了廣泛的發(fā)展，同時也在一定程度上改變了其原本的功能及生產(chǎn)方式，而這一改變在醫(yī)療器械方面得到了明顯的體現(xiàn)?，F(xiàn)我院對此展開分析，結果總結報告如下：
1 機電一體化的概念
機電一體化為一個綜合的概念，主要是指通過利用軟件系統(tǒng)將電子裝置與機械裝置相結合，將微電子技術應用于機械各項功能中的一個系統(tǒng)。有研究報道指出，機電一體化技術通過將自動保護、自動診斷及自動控制等功能與機械系統(tǒng)相互結合起來，明顯提高了信息的處理及控制能力。另外，機電一體化技術反映出了現(xiàn)代機電發(fā)展的最前沿最高新的技術，在現(xiàn)代醫(yī)療儀器使用中可發(fā)揮重要的作用。
2 機電一體化在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化的應用對我國發(fā)展承擔著重要的意義，標志著一個國際的工業(yè)發(fā)展水平。早在20世紀80年代，我國就開始了與機電一體化技術的相關研究，并經(jīng)過30多年的研發(fā)與努力，我國的機電一體化技術取得了較大的進展，明顯提高了工作效率。近年來，機電一體化技術雖然已經(jīng)在醫(yī)療儀器中得到了應用，但有專家指出，由于此項技術仍較為新穎，部分醫(yī)療工作人員缺乏正確認知以及相關操作方法，在使用期間導致了醫(yī)療儀器應用不當。因此，醫(yī)療工作人員需不斷完善自身的知識結構，提高專業(yè)素養(yǎng)，掌握有關于醫(yī)療儀器的正確使用方法。例如，應用了機電一體化技術的多功能監(jiān)護儀器相比于以往臨床工作中使用的監(jiān)護儀器，將相應的開關與案件顯示到了內(nèi)部菜單中，通過手動按鍵在菜單中選擇設置的參數(shù)與功能，且通常發(fā)展為了一鍵多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情況。
3 機電一體化在醫(yī)療儀器中的應用
3.1 機電一體化技術在診斷儀器中的應用
醫(yī)療診斷儀器作為醫(yī)學診斷工作中不可缺少的工具，較為常用的包括心電圖儀器、核磁共振診斷儀、超聲診斷儀、腦電圖儀、血管造影設備儀器等。其中血管造影設備在診斷心腦血管疾病中得到了廣泛的應用，通過為患者注射血管造影劑，利用計算機記錄造影劑達到病灶前后的圖像，在采用軟件系統(tǒng)對兩組圖像的變化情況給予分析，即可得到血管的模擬分布信息，以幫助醫(yī)生完成對患者病情的診斷。
3.2 機電一體化技術在檢驗儀器中的應用
隨著醫(yī)療技術的不斷革新，基因與分子生物學得到了廣泛的發(fā)展，為了科學地對患者進行臨床檢驗，現(xiàn)醫(yī)療人員開始將信息技術、機械技術、生物技術及微電子技術等緊密地結合到一起，并相繼研究出了電解質分析儀器、血細胞分析儀器、血氣分析儀等。大量臨床經(jīng)驗證實，上述較為常用的醫(yī)療機器通過幫助臨床醫(yī)生從血液學以及免疫學等方向對混著的疾病進行的檢驗與診斷，極大程度地降低了傳統(tǒng)檢驗效率低、準確率較低等問題，提高了診斷的敏感性及準確性。
3.3 機電一體化技術在治療儀器中的應用
近年來，機電一體化技術在治療儀器中也得到了準確與高效的應用，并引起了相關臨床工作者的足夠重視。通過采用機電一體化技術，我國相繼研究出了手術機器人、伽馬刀等儀器，并在微創(chuàng)手術中發(fā)揮了重要的作用。結合以往操作經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)這些治療儀器可通過準確捕捉醫(yī)生的操作動作，利用軟件系統(tǒng)將指令向機械臂進行傳遞，以幫助完成相應的各類手術操作，獲得更好的效果。另外，這些應用了機電一體化技術的儀器不僅改善了傳統(tǒng)手術操作方法，縮短了手術時間，減少了術中出血量，還在一定程度上降低了醫(yī)療人員的壓力，極大程度地提高了手術的工作效率及成功率。
3.4 機電一體化技術在監(jiān)護儀器中的應用
除了上述醫(yī)療儀器外，包括腦電圖儀以及心電圖儀器在內(nèi)的監(jiān)護儀器也在醫(yī)療工作中占有重要的地位，上述兩類常用的儀器通過準確收集與處理與患者相關的生命體征信息，能夠準確地對患者心率、血壓等指標進行監(jiān)測，有利于對疾病的觀察。另外，隨著計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的不斷發(fā)展與應用，機電一體化技術在綜合監(jiān)護系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，保證醫(yī)生對患者的生命體征進行了更好的監(jiān)控與分析，不僅可應用于醫(yī)療場所，同時也可在患者日常生活中得到更加廣泛的應用，有利于對疾病的監(jiān)護，一旦發(fā)展異常立即給予治療。
4 結語
近年來，隨著科學技術的不斷快速發(fā)展為C電一體化技術提供了更加可靠的技術支持，且該項技術也不斷成熟，發(fā)展機電一體化技術不僅在改變?nèi)藗兩a(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)機構以及生活理念方面具有重要的意義，還可應用于醫(yī)療儀器中更好地對疾病進行診斷與治療，并得到了廣泛的應用。綜上所述，將機電一體化技術應用于醫(yī)療儀器中可有效促進醫(yī)療儀器的發(fā)展，期間需根據(jù)院內(nèi)實際需求并結合現(xiàn)有的科學技術，對機電一體化技術進行合理的應用。
參考文獻
[1] 黎洪洲.智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)中的應用研究[J].信息系統(tǒng)工程，2014，（3）.
[2] 謝邦軍.機電一體化技術的應用與發(fā)展前景[J].企業(yè)技術開發(fā)，2013，（8）.
[3] 姜新嘉.淺析機電一體化技術的應用及發(fā)展趨勢[J].電子制作，2013，（4）.
[4] 李圳，耿鎮(zhèn)中，冀龍飛，等.關于機電一體化技術創(chuàng)新發(fā)展的探討[J].科技傳播，2013，（6）.
機電一體化技術為一種由多種學科交織發(fā)展所形成的產(chǎn)物，為一類維持社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展與提升的必然產(chǎn)物，在提高工程技術手段以及工作效率方面扮演著重要的角色。機電一體化技術通過將微電子、機械工程、信息技術等方面相互滲透于融合，促進提高了對信息的處理與控制。目前國內(nèi)外機電一體化技術得到了廣泛的發(fā)展，同時也在一定程度上改變了其原本的功能及生產(chǎn)方式，而這一改變在醫(yī)療器械方面得到了明顯的體現(xiàn)?，F(xiàn)我院對此展開分析，結果總結報告如下：
1機電一體化的概念
機電一體化為一個綜合的概念，主要是指通過利用軟件系統(tǒng)將電子裝置與機械裝置相結合，將微電子技術應用于機械各項功能中的一個系統(tǒng)。有研究報道指出，機電一體化技術通過將自動保護、自動診斷及自動控制等功能與機械系統(tǒng)相互結合起來，明顯提高了信息的處理及控制能力。另外，機電一體化技術反映出了現(xiàn)代機電發(fā)展的最前沿最高新的技術，在現(xiàn)代醫(yī)療儀器使用中可發(fā)揮重要的作用。
2機電一體化在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化的應用對我國發(fā)展承擔著重要的意義，標志著一個國際的工業(yè)發(fā)展水平。早在20世紀80年代，我國就開始了與機電一體化技術的相關研究，并經(jīng)過30多年的研發(fā)與努力，我國的機電一體化技術取得了較大的進展，明顯提高了工作效率。近年來，機電一體化技術雖然已經(jīng)在醫(yī)療儀器中得到了應用，但有專家指出，由于此項技術仍較為新穎，部分醫(yī)療工作人員缺乏正確認知以及相關操作方法，在使用期間導致了醫(yī)療儀器應用不當。因此，醫(yī)療工作人員需不斷完善自身的知識結構，提高專業(yè)素養(yǎng)，掌握有關于醫(yī)療儀器的正確使用方法。例如，應用了機電一體化技術的多功能監(jiān)護儀器相比于以往臨床工作中使用的監(jiān)護儀器，將相應的開關與案件顯示到了內(nèi)部菜單中，通過手動按鍵在菜單中選擇設置的參數(shù)與功能，且通常發(fā)展為了一鍵多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情況。
3機電一體化在醫(yī)療儀器中的應用
3.1機電一體化技術在診斷儀器中的應用
醫(yī)療診斷儀器作為醫(yī)學診斷工作中不可缺少的工具，較為常用的包括心電圖儀器、核磁共振診斷儀、超聲診斷儀、腦電圖儀、血管造影設備儀器等。其中血管造影設備在診斷心腦血管疾病中得到了廣泛的應用，通過為患者注射血管造影劑，利用計算機記錄造影劑達到病灶前后的圖像，在采用軟件系統(tǒng)對兩組圖像的變化情況給予分析，即可得到血管的模擬分布信息，以幫助醫(yī)生完成對患者病情的診斷。
3.2機電一體化技術在檢驗儀器中的應用
隨著醫(yī)療技術的不斷革新，基因與分子生物學得到了廣泛的發(fā)展，為了科學地對患者進行臨床檢驗，現(xiàn)醫(yī)療人員開始將信息技術、機械技術、生物技術及微電子技術等緊密地結合到一起，并相繼研究出了電解質分析儀器、血細胞分析儀器、血氣分析儀等。大量臨床經(jīng)驗證實，上述較為常用的醫(yī)療機器通過幫助臨床醫(yī)生從血液學以及免疫學等方向對混著的疾病進行的檢驗與診斷，極大程度地降低了傳統(tǒng)檢驗效率低、準確率較低等問題，提高了診斷的敏感性及準確性。
3.3機電一體化技術在治療儀器中的應用
近年來，機電一體化技術在治療儀器中也得到了準確與高效的應用，并引起了相關臨床工作者的足夠重視。通過采用機電一體化技術，我國相繼研究出了手術機器人、伽馬刀等儀器，并在微創(chuàng)手術中發(fā)揮了重要的作用。結合以往操作經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)這些治療儀器可通過準確捕捉醫(yī)生的操作動作，利用軟件系統(tǒng)將指令向機械臂進行傳遞，以幫助完成相應的各類手術操作，獲得更好的效果。另外，這些應用了機電一體化技術的儀器不僅改善了傳統(tǒng)手術操作方法，縮短了手術時間，減少了術中出血量，還在一定程度上降低了醫(yī)療人員的壓力，極大程度地提高了手術的工作效率及成功率。
3.4機電一體化技術在監(jiān)護儀器中的應用
除了上述醫(yī)療儀器外，包括腦電圖儀以及心電圖儀器在內(nèi)的監(jiān)護儀器也在醫(yī)療工作中占有重要的地位，上述兩類常用的儀器通過準確收集與處理與患者相關的生命體征信息，能夠準確地對患者心率、血壓等指標進行監(jiān)測，有利于對疾病的觀察。另外，隨著計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的不斷發(fā)展與應用，機電一體化技術在綜合監(jiān)護系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，保證醫(yī)生對患者的生命體征進行了更好的監(jiān)控與分析，不僅可應用于醫(yī)療場所，同時也可在患者日常生活中得到更加廣泛的應用，有利于對疾病的監(jiān)護，一旦發(fā)展異常立即給予治療。
4結語
近年來，隨著科學技術的不斷快速發(fā)展為機電一體化技術提供了更加可靠的技術支持，且該項技術也不斷成熟，發(fā)展機電一體化技術不僅在改變?nèi)藗兩a(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)機構以及生活理念方面具有重要的意義，還可應用于醫(yī)療儀器中更好地對疾病進行診斷與治療，并得到了廣泛的應用。綜上所述，將機電一體化技術應用于醫(yī)療儀器中可有效促進醫(yī)療儀器的發(fā)展，期間需根據(jù)院內(nèi)實際需求并結合現(xiàn)有的科學技術，對機電一體化技術進行合理的應用。
參考文獻
[1]黎洪洲．智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)中的應用研究[J]．信息系統(tǒng)工程，2014，（3）．
[2]謝邦軍．機電一體化技術的應用與發(fā)展前景[J]．企業(yè)技術開發(fā)，2013，（8）．
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[5]楊勇．國內(nèi)企業(yè)機電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展研究[J]．電子技術與軟件工程，2013，（10）．
機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發(fā)展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機電一體化，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，它的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化、智能化。
一、機電一體化技術的具體內(nèi)容
1 機械技術
該技術是機電一體化的基礎，著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其他高、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、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統(tǒng)制造工程中，經(jīng)典的機械理論與工藝借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術。
2 計算機與信息技術
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(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3 系統(tǒng)技術
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)目的出發(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
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
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?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)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
包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，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影響。
二、機電一體化系統(tǒng)組成
1 機械本體
包括機架、機械連接、機械傳動等，是機電一體化的基礎，起著支撐系統(tǒng)中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產(chǎn)品相比，機電一體化系統(tǒng)的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型、輕量、美觀的特點。
2 檢測傳感部分
包括各種傳感器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統(tǒng)工作過程中本身和外界環(huán)境有關參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)檢查到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應的控制。
3 電子控制單元
是機電一體化系統(tǒng)的核心，負責將來各自傳感器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析，根據(jù)信息處理結果，按照一定的程度和節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的進行。
4 執(zhí)行器
作用是根據(jù)電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。是運動部件，通常采用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。
5 動力源
動力源是機電一體化產(chǎn)品能量供應部分，作用是按照系統(tǒng)控制要求向機械系統(tǒng)提供能量和動力使系統(tǒng)正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能日益得到機電一體化研究建設的重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。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、混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使產(chǎn)品具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2 模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)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(chǎn)品單元式一項十分負責但又是非常重要的事還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3 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。機電一體化新產(chǎn)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。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4 微型化
中圖分類號：TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 10-0005-02
一、引言
機電一體化（Mechatronics）這一概念，是日本學者在1971年首次提出來的。至今，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展，隨科技的發(fā)展不斷豐富，不斷更新，機電一體化的內(nèi)涵也發(fā)生了根本性的變化。尤其是進入21世紀以來，人們的消費觀念不斷變化，圍繞消費者之間的市場競爭日趨激烈和白熱化，重點是針對機電一體化產(chǎn)品的輸出柔性、工作性能及可靠性等方面，在這些方面的，人們的要求越來越高。
新時代背景下，機電一體化技術在計算機技術、人工智能技術、網(wǎng)絡技術、信息技術、傳感器技術等相關學科的快速發(fā)展下得到了飛躍發(fā)展，面臨著更加廣闊的應用前景和發(fā)展空間。電子產(chǎn)品結構也在集成技術、新材料、微電子的快速發(fā)展背景下發(fā)生了革命性的變化，傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品向智能化、小型化、網(wǎng)絡化、模塊化、自動化、柔性化、機電一體化邁進，已經(jīng)步入了一個新的發(fā)展階段。再就是隨著傳感、信息技術和傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的融合，機電一體化技術已成為一個新興的跨學科的技術，它涉及到的信息處理技術、制造技術、驅動技術、傳感技術、自動控制技術、接口技術等關鍵技術。
總之，科學技術越是向更新更高層次發(fā)展，就越能給人們帶來更多的驚喜和生活空間，也能給人們更加豐富物質、文化和精神享受。可以說，機電一體化技術在21世紀的機械產(chǎn)品的設計和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，重點研究機電一體化產(chǎn)品控制系統(tǒng)概念原理及設計方法具有重要的理論意義及現(xiàn)實意義。
二、機電一體化系統(tǒng)及其組成原理
機電一體化系統(tǒng)是一個各種技術之間相互協(xié)調和整合的有機的、完整的體系，不是一個簡單的各種技術拼湊和堆積。機電一體化系統(tǒng)從技術層面來說綜合保函和運用了控制系統(tǒng)、機械工程、計算機技術、電子技術、電子技術和其他技術。尤其是機電一體化系統(tǒng)的中的驅動元件和執(zhí)行器子系統(tǒng)是核心的執(zhí)行機構，是實現(xiàn)可控電動機行為的終極目標，充分利用計算機信息處理和控制功能，利用現(xiàn)代控制驅動元件特性的機械系統(tǒng)。
（一）機電一體化系統(tǒng)概述
1.由計算機進行信息處理和控制的現(xiàn)代機械系統(tǒng)最終目的就是要實現(xiàn)機械運動和動作協(xié)調，這個也是機電一體化系統(tǒng)功能設計的根本出發(fā)點。
2.機電一體化系統(tǒng)從完成工藝動作過程這一總功能的角度來看，可劃分為：信息處理及控制子系統(tǒng)、傳感檢測子系統(tǒng)、廣義執(zhí)行機構子系統(tǒng)（如圖1），它們分別完成信息處理及控制、信息檢測、機械運動和動作。
3.由驅動元件和執(zhí)行件（或執(zhí)行機構）融為一體的廣義執(zhí)行機構執(zhí)行子系統(tǒng)，具有它的特殊性、可控性。
（二）機電一體化系統(tǒng)的組成原理
1.廣義執(zhí)行機構子系統(tǒng)。由剛性物件組成的形形機構組合而成的傳統(tǒng)，他們的缺乏可控性是傳動和執(zhí)行機構系統(tǒng)上最大的問題。而驅動元件與執(zhí)行件（或執(zhí)行機構）融為一體是廣義執(zhí)行機構的一個特點（如圖2），從而實現(xiàn)可控運動。
電機、氣動馬達和動作缸是驅動元件中的一兩種，同時還有液壓、電磁鐵、彈性元件、形狀記憶合金、光能馬達等，這足以說明驅動元件種類繁多。機電一體化系統(tǒng)得到更加有效工作就必須依靠驅動元件的多樣性。傳統(tǒng)機構中的輸出件可以為執(zhí)行件，單一構件也可以是執(zhí)行件。同時，驅動元件與執(zhí)行件（或執(zhí)行機構）的集成應用使機電一體化系統(tǒng)更加有效地工作。
2.信息處理及控制子系統(tǒng)。信息處理和控制子系統(tǒng)檢測傳感器所提供的信息，技術和控制策略和執(zhí)行的廣義執(zhí)行機構控制的基礎上采取行動的過程中。應執(zhí)行的控制來實現(xiàn)，廣義的運動學模型是由一臺計算機和軟件實現(xiàn)。信息處理和控制子系統(tǒng)是實現(xiàn)智能化的現(xiàn)代機械系統(tǒng)，自動化的關鍵。
3.檢測傳感子系統(tǒng)。檢測傳感器是實現(xiàn)物理量的檢測和信號采集的功能載體，也是連接廣義執(zhí)行子系統(tǒng)的中間紐帶。
三、機電一體化產(chǎn)品控制系統(tǒng)概念設計過程
總體而言，要從功能需求出發(fā)建立機電一體化產(chǎn)品控制系統(tǒng)概念設計圖3所示：
（一）用戶需求模型
1.用戶需求調查與分解。用戶需求表達的是用戶自己的意愿，要想獲得這些意愿與想法，需要通過市場調查，但是這樣的可操作性不強，很難使設計者完全把握用戶的需求，對此可以將用戶需求進行細分。機電一體化系統(tǒng)用戶需求可分為控制域、機械域和其他域，控制域又可分為硬件域和軟件域。將最初的用戶需求（父需求）對應于所設計的產(chǎn)品向各個領域進行分解（圖4：用戶需求調查與分解），獲得最終的用戶需求（葉需求）.分解后的需求可以更具體的體現(xiàn)設計目標。
圖4 用戶需求調查與分解
用戶需求分解后，要進一步對客戶需求進行評估，尤其是重點對每一個葉需求進行重審核，以此進一步用衡量的方法進行分析.
2.衡量過程。衡量用戶需求的優(yōu)先次序，在關鍵的用戶需求中做出挑選。衡量方法的原理是：如果一個“希望需求”與一定數(shù)量的“必須需求”之間存在相關性，那么這個希望需求也應該“必須”滿足，作為額外的必須需求。衡量過程如下：
（2）標記0表示希望需求與必須需求之間沒有相關性。
（3）標記1表示希望需求與必須需求之間有很強的相關性。
（4）如果希望需求的綜合值在[3，5]之間或更高的作為額外的必須需求。
（二）建立功能模型
功能是系統(tǒng)輸出量和輸入量之間的關系，常被稱為流，通常分為物料流、能量流和信息流。功能結構是功能模型或功能分析結果的一種表達形式。產(chǎn)品的總功能分解成若干功能元，將系統(tǒng)的各個功能元用流有機的組合起來就得到功能結構。
使用功能基建立功能結構的步驟如下：
1.確定系統(tǒng)的總功能及輸入、輸出流。
2.對于每一個輸入流創(chuàng)建功能鏈。成立為每個輸入的功能鏈。設計者設想成為流，考慮從輸入到輸出，或在每個操作發(fā)生對流的轉換操作每個功能組按時間順序排列，并建立功能鏈。可分為兩個時間順序，串行和并行的功能鏈。串行函數(shù)鏈對流操作發(fā)生的時間順序，并聯(lián)功能鏈的基礎上發(fā)生的操作一次，串行并行功能鏈的功能鏈，共享一個或多個公共流的數(shù)量。在功能結構所表達的支流。
3.連接各功能鏈得到功能結構。信號的檢測，處理和反饋的過程其實就是所控制的過程。創(chuàng)建功能框圖，對所有信號進行分析。通過分析，可以得出不同類型的信號和復雜的控制系統(tǒng)，尤其是進一步的功能的控制系統(tǒng)，然后在此基礎上提出若干控制方案。
四、結束語
在本文中，對機電一體化系統(tǒng)做出了新的認識，提出了一種在機電一體化產(chǎn)品的概念設計過程中，并促進機電一體化系統(tǒng)的理解，尤其是提出了如何設計一個控制系統(tǒng)的分析方法，使控制系統(tǒng)滿足用戶的需求，并確?？刂葡到y(tǒng)是最合理的。
參考文獻：
[1]楊鶴年.機電一體化系統(tǒng)中的智能控制技術[J].煤炭技術，2011，7.
[2]黃嫻.機電一體化系統(tǒng)原理方案設計[J].法制與經(jīng)濟（下旬），2011，8.
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：
一、引言
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，造就了工程領域的技術革命與改造。機電一體化技術始于電子技術的發(fā)展及電子技術與機械技術的結合，尤其是大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，促進機電一體化技術發(fā)展并引起廣泛注意。數(shù)控機床的問世寫下機電一體化技術新篇章；微電子技術為機電一體化技術帶來勃勃生機；可編程序控制器“電力電子”的發(fā)展為機電一體化技術提供堅實基礎；激光技術模糊技術、信息技術等高新技術的發(fā)展使機電一體化技術躍上新臺階。
二、機電一體化的發(fā)展狀況
機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。由于技術的局限性已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面進行研究和應用。但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的技術分類
1.網(wǎng)絡計算機信息技術。各種信息資料之間交換、運算、存儲、判斷和決定以及專家系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡都是計算機信息處理技術。
2.機械技術。機電一體化的基礎技術就是機械技術。它和機電一體化相互促進，完成了結構和功能上的改革，同時它的重量減輕，體積相對以前更小，精度也得到了提高，它的性能指標也更加的適應人類的需要，努力地利用高科技來更新著機電一體化的概念。
3.自動化技術。自動化技術是在自動控制理論的基礎上，先進性系統(tǒng)的設計然后再經(jīng)過仿真調試，它可以進行高精度和速度的控制，還能進行自我的調制、診斷和修補。
4.系統(tǒng)技術。系統(tǒng)技術是以整體趨勢和目標為基礎，利用整體概念組織和各種相關的技術，利用總分的觀念來將整體分成為好多有一定關聯(lián)的小單元，其中的接口技術是紐扣是實現(xiàn)各小部分進行連接的保證。
5.感應技術。現(xiàn)在的感應技術在社會生活中的應用十分普遍，機電一體化也應用了感應檢測技術。要想實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制和自動調節(jié)，傳感檢測技術是必不可少的，它向人類的皮膚那樣，是整個系統(tǒng)的感受器官，而且他的功能越是強大那么系統(tǒng)的自動化程度就越高。
四、機電一體化的發(fā)展方向
1.智能化。人工智能在機電一體化中越來越受到人們的重視，它是在理論得以控制上，讓機電一體化的產(chǎn)品具有一定的智能，在這其中還有人工智能、計算機學、生命科學等一些新的思想和新的方法，它雖然不能達到人類那樣的水平，但也可以進行一些簡單的推理判斷和邏輯決策。當然，要想真正的像人一樣是不可能的，它只能進行低級智能或人的部分智能。
2.模塊化。模塊化的工程任重而道遠。實現(xiàn)機電一體不僅可以利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，還可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，從這一點來說不管是對于任何機電一體化化的企業(yè)，模塊化將帶來一個美好的前景，并且它的潛力是無窮的。
3.網(wǎng)絡化。網(wǎng)絡技術的發(fā)展給社會各方面的發(fā)展都帶來了巨大的變革，全球化的趨勢也無可阻擋，機電一體化新產(chǎn)品無疑會暢銷全球，而且網(wǎng)絡化可以在一定基礎上促進智能化的應用，他可以以計算機為中心把一系列的家用電器連成一個系統(tǒng)，讓人們真切的感受到現(xiàn)代高科技帶來的便利，因此機電一體化的網(wǎng)絡化是發(fā)展的必然結果。
4、微型化。現(xiàn)在社會上大多數(shù)的產(chǎn)品都在走向微型化，機電一體化也是順應時代的潮流。機電一體化正在向微型精確的方面發(fā)展它在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
5.綠色化。綠色環(huán)保是世界的主題，現(xiàn)在的環(huán)境狀態(tài)是資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是人們呼吁保護環(huán)境資源的呼聲更加高漲，時展的要求是可以設計一不污染環(huán)境的綠色化的機電一體化產(chǎn)品，讓綠色路線在產(chǎn)品中一路暢通，這也就成為了機電一體化最符合人類社會發(fā)展的一個發(fā)展方向。
6.人性化。人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機電一體化的產(chǎn)品在具有一定完整性能的基礎上，對于外觀設計以及它的外觀視覺也有著相應的要求，這可以讓產(chǎn)品與外在環(huán)境更加的適應，讓人們使用產(chǎn)品更加的貼心，更加的自然，更接近生活習慣。
