时间:2023-12-27 14:43:05
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇机械电子工程未来前景范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
一、引言
随着社会的不断(国家经济的快速)发展,科学技术在机械电子工程内得到了(更加)广泛的运用,在此基础上机械电子工程的发展越来越朝着现代化、多元化和智能化的方向前进。由此可见,控制工程在机械电子工程领域有着更好(十分广阔)的发展前景和空间。为了实现机械电子工程更长久的发展,我们需要更加关注机械电子工程的发展方向,并努力实现将控制工程运用到机械电子工程的发展中去(这不仅能大大的提高工作效率,更加的节约成本,使电子工程得到更好的发展,也能加快推进我国经济发展)。本篇论文主要根据这一现状对当前控制工程在机械电子工程中的运用进行了深入的分析。
二、控制工程和机械电子工程的含义
1、控制工程。控制工程的含义是将计算机技术的理论概念和工程作为基础,利用自动化的技术进行解决控制工程在实际操作中的问题。控制工程主要是探讨输出与输入的问题,将非线性的设计和参数的问题进行深入研究。在当今社会控制工程得到了广泛的发展和应用,今后在机械电子工程的发展中也能得到更加广泛的发展和应用。2、机械电子工程。机械电子工程同时拥有电子信息和机械专业的特征,本篇论文中主要从设计的层面进行研究机械电子工程的含义,机械电子工程专业包含了各个学科和领域的的指示,在进行实际的操作的时候主要是用模块化的方法。现在的机械电子工程与传统的机械电子工程不同,现在的更加的简易且体积小,并在科学技术发展的基础上进行发展和提升,其内部的系统设置也越来越科学和复杂,所以将各种先进的科学技术和控制工程运用到机械电子工程中去,可以有效的促进其发展。
三、控制工程在机械电子工程中的实际应用
0引言
随着科学技术的不断发展,传统的机械产业也在不断地发展,机械技术和电子技术的开发与使用,给机械制造业带来翻天覆地的改变,将电子技术运用到生产实践不再是神话,例如在矿产的开采方面,机械电子技术得到了广泛应用,并且显示了该项技术的显著优势。将电子技术与机械技术相融合的发展前景不可限量。因此,我国还应当积极地开发与研究机械电子技术,并且在研发中寻求将此技术应用于实践中的道路。
1机械电子技术的简要介绍
1.1机械电子技术一词的来源
机械电子技术一词的首次运用是在上世纪八十年代的日本,研制机械电子技术的初衷是用电子类的生产部件替代机械生产中所使用的部分其他零部件,用这种方式可与减少设备的体积和质量,使机械设备运行起来更加灵活。随后,电子技术的不断更新换代,机械生产行业的需求也日益增强,单纯的将电子技术应用于机械零部件已经不能满足当前工业的要求了,人们开始将更多的关注点放在采用什么方式可以最优质的使用电子技术来提高机械生产的效果。时至今日,我们已经实现了电子技术和机械技术的有效融合,因此,机械电子技术在不断改进的过程中成熟起来,不仅如此,机械电子技术在实际的运用中使用的领域也变得越来越广,研发的领域也在不断地突破与发展。
1.2机械电子技术的新型概念
传统的机械电子技术概念是指将电子技术融入到机械制造业之中,以保证在生产实践的活动中提供技术支持。显而易见,传统的机械电子技术的概念和应用范围都不是很清晰,随着机械技术和电子技术的不断改进,机械电子技术的概念也开始发生了变化,其使用范围也有了一定的延伸,逐步形成了将多项学科相融合的综合性概念[1]。电子技术开发出来更多的功能,使之在新型的机械电子技术体系中的使用更加广泛,在机械设备的控制系统中的动力系统以及操作系统都可以上通过使用电子技术来进行操作。对于其设备结构,还在进行不断地优化和改进,以提高生产效率,节约生产成本,保证其设备结构的既定目标。当前,机械电子技术还在进行不断地研究与开发,在研发中寻求机械电子技术的新的技术与生产潜能,在技术方面,又加入许多为人性化和智能化的理念与概念,使未来的机械生产中更好地融入电子技术,更加便捷。
2机械电子技术的显著特点
2.1安全性能好
运用机械电子技术生产出的产品自动化水平较高,在使用的过程中,如果出现了问题,会给予提示,保护人员的安全,如果真的出现了问题,自带的系统可以自行进行诊治与修复,如果故障太严重,靠自身无法修复,相关的系统会发出警报,提示相关的工作人员进行检修。因此采用机械电子技术的生产设备安全性能好,可以有效地保证相关的工作人员的人身安全。
2.2工作完成质量高
运用机械电子技术进行生产的设备一般都具有自动的控制系统以及信息处理系统。所以对于运行中的相关数据的监测不只准确,而且实时性还特别好,一旦数据有什么变动,会马上给予反应。通过自动控制系统,工作人员可以对设备的程序进行预设,从而在生产的过程中,可以脱离人工操作,可以保证运用机械化的生产,相关工作人员只需要对数据进行有效的控制,可以有效的保证产品的一致性,不再受人工手工的限制,使生产出的产品质量参差不齐。从而提高了产品的质量。
2.3操作简便
采用机械电子技术进行生产的设备,因为使用自动的控制系统,所以工作人员只需要按一下按钮,就可以实现机器的作业,系统会根据预设的程序进行工作,对于一些产品的生产,只需要根据预设程序循环进行就可以了,这就减少了劳动力的投入,降低了生产成本,而生产出的产品的质量却不比人工的差,从而增加企业收益。
2.4使用范围广泛
机械电子技术是将电子技术与机械技术相结合的一种新型技术,所以在安装时只需要在原有的机械设备上加入电子技术,由于具有机械电子技术的生产设备具备自动的控制与调节系统,所以不被限制在某一领域,可以在不同的领域广泛的应用,以满足不同人群的需求。并且后期的维护工作也非常便捷,在维护的过程中,不需要对设备以及零部件进行改装,只需要对预存的程序进行定期的校正。
3机械电子技术的发展趋势与影响
3.1实用性
机械电子技术并不满足于只应用于机械制造业,所以已经走向了多元化发展的道路。与其他行业的专业技术也得到了有效的结合,增强了使用价值。如在医学治疗方面,机械电子技术运用到医疗器械上,可以保证相关数据的精准度,在实际的操作中,人工操作已经被淘汰,取而代之的是自动化的仪器,从而提高治疗水平;在生物技术领域,积极地使用机械电子技术,可以给相关的研究人员提供有效的技术支持。
3.2智能化
机械电子产品的最主要优点是,通过电子技术的运用,实现自动化操作作用,为了高效精准的生产目标,机械电子产品在研发中不断地加入新型智能化元素。在产品设计中,融入更多的人性化特点,使其更加的具备与人相似的操作功能。在生产研发中,还在一直研究人工智能化与机械电子产品进行有效的融合。
3.3精准化
为了使其产品更加的符合时展的潮流,在生产研发过程中,我们还要使用一些新型的技术来确保产品的精准度。目前在机械电子产品的制造产业,也开始尝试使用新型的纳米技术,更精准地把握部件内部的结构特点,据此,对其进行研发与改造[2]。目前,新型的产品加工技术使产品生产加工变得更加灵活多变,同时又保证了产品的成型效果。
3.4绿色化
工业化的发展给我们的工作和生活提供了很多的便利,但同时产生的严重的污染也在摧毁我们的家园,危及人类的生存环境与人身健康。所以机械电子技术的产品在设计过程中要增加对此的关注度,在研发的过程中考虑在生产中的污染问题。机械电子技术产品的绿色化生产是指,产品在使用时对生态环境不破坏,在产品报废后还可以回收再利用。
4运用机械电子技术的显著成效
运用机械电子技术在实际生产生活中影响巨大,得到了广泛的应用,其影响主要表现在以下几方面:
4.1数控机械类
主要是有电子机器人、数控机床以及设备的发动机控制系统等。这些产品的主要运作部分都是依靠电子技术装置。
4.2电液伺服类
此类的产品主要有电子伺服万能材料试验机等,其主要特征是液压驱动的机械装置是执行机构,接收电信号的液压伺服阀为控制机构[3]。
4.3微电子装置
这类产品主要有带有微处理器的各种仪表、指针式石英电子表以及电动机的自动智能调速装置。主要的运行方式是由集成电路来带动步进电机,再由步进电机来运行一系列的齿轮,整体运作起来之后,我们就可以通过指针看到时间。这种形式可保证时间的准确度,给我们的生活提供便捷。
5结语
综上所述,我们可以发现机械电子系统的应用领域越来越广泛。如果没有多项技术的面向未来的技术和知识交流,那么就不会产生复印机、安全气囊、自动售票机、行驶模拟装置和防滑刹车系统等一系列为我们的生活提供便捷的产品。机械电子技术结合这些传统机械技术与电子技术,不断地发展机械电子的产品、系统和制造方式。只有这样,才促使电子工业、计算机科学和微电子技术的迅猛发展扩大到了机械电子系统的领域。机械电子技术在未来有着广阔的发展前景,所以,我国在技术研发与实际应用中还在不断努力,努力提高机械电子技术的制造水平。为人们的生活提供更多的便利。
参考文献
[1]潘雍,傅明星,于晨.机械电子工程综述[J].机电工程,2014,03(05):553-558.
1.1 机械技术
机械技术是机电一体化的基础,机械技术的关键在于与一体化技术匹配。机电一体化技术是一种高新技术,与之结合能提升机电产品性能。
1.2 计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
1.3 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从整体和部分两方面看出发,将总体细分为各个微小的部分。系统技术中尤为重要的就是接口技术,它实现了系统各部分的有机连接。
2.机械电子技术发展的背景
第二次工业革命以后,科学技术发展迅速,各国的科技在一定程度上都取得了进步。改革开放后,我国彻底打开了国门,与世界各国联系紧密。在与世界各国的交流中,我国引进了外国先进技术以此发展本国科技,为机械电子技术发展奠定了基础。随后我国教育发展显著,我国国民的知识水平与学术素养普遍提高,为机械电子技术的发展提供了人才支持。20世纪90年代以来,党和国家一直贯彻落实“科技兴国,人才强国”战略,鼓励发展科技培养人才,为我国科技的发展提供了强大的资金支持与相应的政策鼓励,给机械电子技术的发展提供了不少的机遇。
3.机械电子技术的发展趋势
机械电子技术是现代科技发展的产物,它伴随着现代科技产生。随着创新观念的深入人心,机械电子技术也不断的发展创新。与以往相比变得更加的智能化、人性化以及网络化。
3.1 智能化
智能化是指机电产品应该有一定的智能,使它能够根据各种不同的情况进行科学判断,判断过后能够对这些问题进行进行相应的处理。例如美的最新的物联网“云空调”,能够利用二维码、温湿度传感器等能够随时随地采集空调的动态信息,再通过射频、WI-FI技术3G、Internet网络将空调的信息实时进行传递,使得用户能够使用手机、iPad、电脑等设备对空调进行远程状态查询与控制。初次之外还新增了手机遥控器,它集成了智能语音控制系统,让控制空调也是种享受。未来手机遥控器还将集成温、湿度等环境舒适度控制,实时显示您身处环境的温度、湿度,并会对您身处环境的舒适度进行评价,您可以根据反馈及时调节温度和湿度,帮助您和家人监控房间环境,呵护舒适健康。
3.2 人性化
机电产品的服务对象是人,所以它们应该与人们的实际需求相连接。人们的行为动作往往表现了他们不同的心理活动或实际需求。机电产品应该自此出发,更好的服务于人类。例如Iphone6S新增了3DTouch的功能,在屏幕下方增加了压力感应,从而可以检测平时手指按压屏幕的力度,然后系统可以识别到压力强度,再给出相应的选项。下面简单介绍下在iPhone6S3DTouch操作的方法,以及设置选项。对于3DTouch功能而言,当然自家的应用肯定都是率先支持这个功能的。只要用力按下屏幕上应用图标,就可以看到额外的功能选项,就好比在电脑上右键的选项功能。在使用3DTouch前,你自然需要先掌握如何开关调节它。
3.3 网络化
随着互联网的兴起和普遍发展,网络进入了我们的生活并发挥着重大的作用。网络化是时展趋势,因此我各种电子产品都趋于网络化。智能手机的兴起就是手机网络化的一个重要体现,随后出现的平板电脑以及家用电视机也日渐网络化,这不仅为人们的生活提供了便利,也促进了信息网络技术的发展。由此可见,发展网络化是顺应时代潮流之举。
4.机械电子技术的发展前景
互联网的发展为我们带来了一个信息化时代,我们四周充斥着机电产品,它们占据了我们的生活。离开了它们我们就与世界脱节了。这种高新技术产业发展前景是巨大的。他带来了新的就业机会也带来了新的经济增长点。手机的迅猛发展使得我国国产手机层出不穷,早先的小米、步步高到后来兴起的华为。开始并不被国人看好,华为更被成为盗版“三星”。国人不屑的华为一直在上下求索,探寻自身的发展道路。随后开辟国外市场,外国人甚至把华为视作高性能的好手机。为我国经济发展注入了新动力,这正印证了“科技是第一生产力”的说法。另外,与之相伴的一些企业例如富士康等也为就业者提供了不少就业机会,增加了不少的就业岗位,一定程度上降低了失业率,相对缓解了就业压力。
现代社会,行业信息已经成为时代潮流,特别是在全球一体化的今天,国家科技和信息技术的不断深入,已经是衡量国家实力的重要指标之一,对现代科学和技术研究的开展具有重要的意义,成了我国一个重要的研究课题。随着时代的发展,以及国际多元化的今天,我国的机械技术和电子技术的起步相对国际来说不算落后,由于传统的机械电子技术远远跟不上现代机械电子制造业的需求,所以要对传统的机械电子技术进行提升和整合,要把科学的技术以及智能化技术融入进去,以满足和适应现代机械电子制造业的发展。如今,现代机械电子技术在现代机械制造业的应用比较多,也带动其快速发展,其现化趋势一直不可阻挡。正因如此,要不断的加强机械电子技术的研究,明确其技术的发展方向,对推动机械电子技术的发展具有促进的作用。
1机械电子技术概述
机械电子技术,其实是机械技术与电子技术的统称,两者的融合。根据现代社会的发展需要,机械制造业近年来一直以电子技术为主体的行业取得重大进展,实现机械功能,动力,信息处理和运行控制等方面的管理。随着现代化的发展,很多产业已经更新换代了,都实现了电子系统化了,为了使机械电子技术跟上时代的发展,更好更快的为制造业服务,所以有必要对现代机械电子技术进行电子化的融入,再配合上计算机软件系统加以控制,使之实现机械电子系统,从此,机械电子系统的形成,可以更好的扩大其应用范围,并在提高整个功能系统的效率的前提下确保安全可靠,就是机械电子系统了,这技术就是机械电子技术。
2机械电子技术的发展现状
在20世纪90年代末期,由于通信技术和光学技术的发展,所以也带动了机械电子技术的发展,各个国家对机械电子技术的研究由此而生。机械电子技术还包含电子、光电和微电子等部分。我国对机械电子技术的研究还要追溯在上世纪80年代,之所以机械电子技术在我国受到很大程度下关注和进入大学高校的一门学科,是因为有国务院领导的带领引导,以满足现代工业的发展和时代的发展。
3机械电子技术的现代化发展趋势
由于现代科学技术水平的不断发展,也引领着机械电子技术的发展,是机械电子技术成为了现代制造业的核心优势。机械电子技术作为一项新的技术,把它应用到设备中去,具有很强的实用性,至关重要。同时,机械电子技术发展趋势在不断提高,其他技术对其的依赖性也比较强,所以,要不断加强和深化机械电子技术,才能更好的促进我国制造业的发展。3.1智能化现代科技的最大优势之一是通过各种技术整合来提升各行业的效率,实现智能化。机电技术现代化需要以智能为主。3.2数字化在计算机和互联网相当普及下的今天,数字技术早已遍布应用在各行各业了。数字技术对于机械电子技术来说,对其提供了有力的保障,因为数字技术本身拥有智能的诊断功能和自我修复功能,还有对软件具有可靠性和操作性。因此,数字技术的作用也可以实现机械电子技术的远程遥控。3.3网络化监控技术是电子技术应用的重大突破,机械电子技术产品在监控技术上是不可或缺的应用,主要用于终端设备的远程控制。这种技术的应用决定了现代机电一体化的整合,为现代人带来了很多高科技成果。3.4集成化机械电子技术的发展是各种技术的融合和渗透的结果。在技术和优化的结合下,为现代制造过程中多品种和小批量的柔性产品提供服务。在系统必要分层之后,系统的功能不同,在保证机器正常运行的前提下,各级系统得到了保证,整个系统的功能和性能得到提高。3.5信息化随着信息产业和智能产业即将成为社会主导产业,机械电子技术、机械制造也将以信息为主导,采用先进的生产模式、先进的制造体系和先进的组织管理方法的新的机械制造业。
4运用机械电子技术的产业应用
4.1数控机械类主要包括数控机床,机器人,发动机控制系统和自动洗衣机等产品,该产品的特点是使用电子设备,因此属于数控机床设备的范围。4.2机电结合类产品类型包括自动探伤机,扫描仪,扫描诊断机和自动售货机。其特点主要是电子设备和机械设备作为部件的实施,应用较为合理。4.3电液伺服类机电液一体化是产品的主要装置。如电子伺服万能试验机。这种产品的特点是液压驱动机械装置,液压伺服阀的电信号控制结构。4.4以微电子装置代替原设备的信心处理类指针石英电子表是该产品的代表,具有各种微处理器,电机自动智能调速装置。电机由CMOS集成电路驱动,使齿轮开始工作并显示指针的时间。这是典型的代表机械电子技术的使用,保证了时间的精确度,将微小、便捷的制造特性完成呈现出来。
5结论
总而言之,在当今信息时代,科学技术在不断进步,也需要不断的创新,才能更好的适应现代社会的发展和需求。机械电子技术亦如此,也要不断的创新和发展,才能更好的赶上国际现代化技术,把国际先进技术结合起来,从而促进我国制造业的发展,为其服务。
参考文献
[1]王烜钦.机械电子技术的发展现状及未来趋势分析[J].电子技术与软件工程,2015(02:122.
[2]闫梅,刘嘉文,张振.电子工程技术的现代化发展探究[J].现代工业经济和信息化,2015(16):115-117.
中图分类号TP391 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)58-0114-02
0 引言
传统的机械工程一般分为两大类,包括动力和制造。制造类工程包括机械加工、毛坯制造和装配等生产过程,而动力类工程包括各式发电机。电子工程与传统的机械工程相比来言是较新的学科,两者于上世纪逐渐结合在一起。最初,电子工程与机械工程是以块与块的分离模式或功能替代的模式相结合,随着科学技术的不断向前推动,传统的机械工程与现代的电子工程通过信息技术有机的结合起来,形成了现在的机械电子工程学科。随着人工智能技术的不断发展,机械电子工程由传统的能量连接、动能连接逐步发展为信息连接,使得机械电子工程具有了一定的人工智能。传统的机械电子工程通过现代的科学技术进入到一个新的发展领域,同时,人工智能技术伴随着机械电子工程的日益复杂,也得到了长足的发展。
1 机械电子工程
1.1 机械电子工程的发展史
20世纪是科学发展最辉煌的时期,各类学科相互渗透、相辅相成,机械电子工程学科也在这一时期应运而生,它是由机械工程与电子工程、信息工程、智能技术、管理技术相结合而成的新的理论体系和发展领域。随着科学技术的不断发展,机械电子工程也变的日益复杂。
机械电子工程的发展可以分为3个阶段:第一阶段是以手工加工为主要生产力的萌芽阶段,这一时期生产力低下,人力资源的匮乏严重制约了生产力的发展,科学家们不得不穷极思变,引导了机械工业的发展。第二阶段则是以流水线生产为标志的标准件生产阶段,这种生产模式极大程度上提高了生产力,大批量的生产开始涌现,但是由于对标准件的要求较高,导致生产缺乏灵活性,不能适应不断变化的社会需求。第三阶段就是现在我们常见的现代机械电子产业阶段,现代社会生活节奏快,亟需灵活性强、适应性强、转产周期短、产品质量高的高科技生产方式,而以机械电子工程为核心的柔性制造系统正是这一阶段的产物。柔性制造系统由加工、物流、信息流三大系统组合而成,可以在加工自动化的基础之上实现物料流和信息流的自动化。
1.2 机械电子工程的特点
机械电子工程是机械工程与电子技术的有效结合,两者之间不仅有物理上的动力连结,还有功能上的信息连结,并且还包含了能够智能化的处理所有机械电子信息的计算机系统。机械电子工程与传统的机械工程相比具有其独特的特点:
1)设计上的不同。机械电子工程并非是一门独立学科,而是一种包含有各类学科精华的综合性学科。在设计时,以机械工程、电子工程和计算机技术为核心的机械电子工程会依据系统配置和目标的不同结合其他技术,如:管理技术、生产加工技术、制造技术等。工程师在设计时将利用自顶向下的策略使得各模块紧密结合,以完成设计;2)产品特征不同。机械电子产品的结构相对简单,没有过多的运动部件或元件。它的内部结构极为复杂,但却缩小了物理体积,抛弃了传统的笨重型机械面貌,但却提高了产品性能。
机械电子工程的未来属于那些懂得运用各种先进的科学技术优化机械工程与电子技术之间联系的人,在实际应用当中,优化两者之间的联系代表了生产力的革新,人工智能的发展使得这一想法变成可能。
2 人工智能
2.1 人工智能的定义
人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的交叉学科,是21世纪最伟大的三大学科之一。尼尔逊教授将人工智能定义为:人工智能是关于怎样表示知识和怎样获得知识并使用知识的科学。温斯顿教授则认为:人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。至今为止,人工智能仍没有一个统一的定义,笔者认为,人工智能是研究通过计算机延伸、扩展、模拟人的智能的一门科学技术。
2.2 人工智能的发展史
2.2.1 萌芽阶段
17世纪的法国科学家B.Pascal发明了世界上第一部能进行机械加法的计算器轰动世界,从此之后,世界各国的科学家们开始热衷于完善这一计算器,直到冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在这一时期发展缓慢,但是却积累了丰富的实践经验,为下一阶段的发展奠定了坚实的基础。
2.2.2 第一个发展阶段
在1956年举办的“侃谈会”上,美国人第一次使用了“人工智能”这一术语,从而引领了人工智能第一个兴旺发展时期。这一阶段的人工智能主要以翻译、证明、博弈等为主要研究任务,取得了一系列的科技成就,LISP语言就是这一阶段的佼佼者。人工智能在这一阶段的飞速发展使人们相信只要通过科学研究就可以总结人类的逻辑思维方式并创造一个万能的机器进行模仿。
2.2.3 挫折阶段
60年代中至70年代初期,当人们深入研究人工智能的工作机理后却发现,用机器模仿人类的思维是一件非常困难的事,许多科学发现并未逃离出简单映射的方法,更无逻辑思维可言。但是,仍有许多科学家前赴后继的进行着科学创新,在自然语言理解、计算机视觉、机器人、专家系统等方面取得了卓尔有效的成就。1972年,法国科学家发现了Prolog语言,成为继LISP语言之后的最主要的人工智能语言。
2.2.4 第二个发展阶段
以1977年第五届国际人工智能联合会议为转折点,人工智能进入到以知识为基础的发展阶段,知识工程很快渗透于人工智能的各个领域,并促使人工智能走向实际应用。不久之后,人工智能在商业化道路上取得了卓越的成就,展示出了顽强的生命力与广阔的应用前景,在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
2.2.5 平稳发展阶段
由于国际互联网技术的普及,人工智能逐渐由单个主体向分布式主体方向发展,直到今天,人工智能已经演变的复杂而实用,可以面向多个智能主体的多个目标进行求解。
3 人工智能在机械电子工程中的应用
物质和信息是人类社会发展的最根源的两大因素,在人类社会初期,由于生产力水平低,人类社会以物质为首要基础,仅靠“结绳记事”的方法传递信息,但随着社会生产力的不断发展,信息的重要性不断被人们发现,文字成为传递信息最理想的途径,最近五十年间,网络的普及给信息传递带来了新的生命,人类进入到了信息社会,而信息社会的发展离不开人工智能技术的发展。不论是模型的建立与控制,还是故障诊断,人工智能在机械电子工程当中都起着处理信息的作用。
由于机械电子系统与生俱来的不稳定性,描述机械电子系统的输入与输出关系就变得困难重重,传统上的描述方法有以下几种:1)推导数学方程的方法;2)建设规则库的方法;3)学习并生成知识的方法。传统的解析数学的方法严密、精确,但是只能适用于相对简单的系统,如线性定常系统,对于那些复杂的系统由于无法给出数学解析式,就只能通过操作来完成。现代社会所需求的系统日益复杂,经常会同时处理几种不同类型的信息,如传感器所传递的数字信息和专家的语言信息。由于人工智能处理信息时的不确定性、复杂性,以知识为基础的人工智能信息处理方式成为解析数学方式的替代手段。
通过人工智能建立的系统一般使用两类方法:神经网络系统和模糊推理系统。神经网络系统可以模拟人脑的结构,分析数字信号并给出参考数值;而模糊推理系统是通过模拟人脑的功能来分析语言信号。两者在处理输入输出的关系上有相同之处也有不同之处,相同之处是:两者都通过网络结构的形式以任意精度逼近一个连续函数;不同之处是:神经网络系统物理意义不明确,而模糊推理系统有明确的物理意义;神经网络系统运用点到点的映射方式,而模糊推理系统运用域到域的映射方式;神经网络系统以分布式的方式储存信息,而模糊推理系统则以规则的方式储存信息;神经网络系统输入时由于每个神经元之间都有固定联系,计算量大,而模糊推理系统由于连接不固定,计算量较小;神经网络系统输入输出时精度较高,呈光滑曲面,而模糊推理系统精度较低,呈台阶状。
随着社会的不断发展,单纯的一种人工智能方法已经不能满足日益增长的社会需要,许多科学家开始研究综合性的人工智能系统。综合性的人工智能系统采用神经网络系统与模糊推理系统相结合的方法,取长补短,以获得更全面的描述方式,模糊神经网络系统便是一成功范例。模糊神经网络系统做到了两者功能的最大融合,使信息在网络各层当中找到一个最适合的完全表达空间。逻辑推理规则能够对增强节点函数,为神经网络系统提供函数连结,使两者的功能达到最大化。
4 结论
科学的不断发展带来的不仅是学科的高度细化、深化,而且是学科间的高度融合。人工智能就是各学科交叉与综合之后的结果,秉承这一天性,人工智能与机械电子工程自然的进行了完美融合,这一全新领域的发展必将引领世界潮流,促进生产力的飞速发展。
参考文献
[1]傅丽凌.杨平.机械专业综合型试验平台的建设[J].电子科技大学学报社科版,2005,7(增刊).
[2]陈庆霞.人工智能研究纲领的发展历程和前景[J].科技信息,2009,33.
一、 机械电子工程的发展史
20世纪是科学发展最辉煌的时期,各类学科相互渗透、相辅相成,机械电子工程学科也在这一时期应运而生,它是由机械工程与电子工程、信息工程、智能技术、管理技术相结合而成的新的理论体系和发展领域。随着科学技术的不断发展,机械电子工程也变的日益复杂。
机械电子工程的发展可以分为3个阶段:第一阶段是以手工加工为主要生产力的萌芽阶段,这一时期生产力低下,人力资源的匮乏严重制约了生产力的发展,科学家们不得不穷极思变,引导了机械工业的发展。第二阶段则是以流水线生产为标志的标准件生产阶段,这种生产模式极大程度上提高了生产力,大批量的生产开始涌现,但是由于对标准件的要求较高,导致生产缺乏灵活性,不能适应不断变化的社会需求。第三阶段就是现在我们常见的现代机械电子产业阶段,现代社会生活节奏快,亟需灵活性强、适应性强、转产周期短、产品质量高的高科技生产方式,而以机械电子工程为核心的柔性制造系统正是这一阶段的产物。柔性制造系统由加工、物流、信息流三大系统组合而成,可以在加工自动化的基础之上实现物料流和信息流的自动化。
二、机械电子工程的特点
机械电子工程是机械工程与电子技术的有效结合,两者之间不仅有物理上的动力连结,还有功能上的信息连结,并且还包含了能够智能化的处理所有机械电子信息的计算机系统。机械电子工程与传统的机械工程相比具有其独特的特点:
(1)设计上的不同。机械电子工程并非是一门独立学科,而是一种包含有各类学科精华的综合性学科。在设计时,以机械工程、电子工程和计算机技术为核心的机械电子工程会依据系统配置和目标的不同结合其他技术,如:管理技术、生产加工技术、制造技术等。工程师在设计时将利用自顶向下的策略使得各模块紧密结合,以完成设计;
(2)产品特征不同。机械电子产品的结构相对简单,没有过多的运动部件或元件。它的内部结构极为复杂,但却缩小了物理体积,抛弃了传统的笨重型机械面貌,但却提高了产品性能。
机械电子工程的未来属于那些懂得运用各种先进的科学技术优化机械工程与电子技术之间联系的人,在实际应用当中,优化两者之间的联系代表了生产力的革新,人工智能的发展使得这一想法变成可能。
三、人工智能
人工智能是一门综合了控制论、信息论、计算机科学、神经生理学、心理学、语言学、哲学等多门学科的交叉学科,是21世纪最伟大的三大学科之一。尼尔逊教授将人工智能定义为:人工智能是关于怎样表示知识和怎样获得知识并使用知识的科学。温斯顿教授则认为:人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。至今为止,人工智能仍没有一个统一的定义,笔者认为,人工智能是研究通过计算机延伸、扩展、模拟人的智能的一门科学技术。
四、人工智能的发展史
1 萌芽阶段
17世纪的法国科学家B.Pascal发明了世界上第一部能进行机械加法的计算器轰动世界,从此之后,世界各国的科学家们开始热衷于完善这一计算器,直到冯诺依曼发明第一台计算机。人工智能在这一时期发展缓慢,但是却积累了丰富的实践经验,为下一阶段的发展奠定了坚实的基础。
2 第一个发展阶段
在1956年举办的“侃谈会”上,美国人第一次使用了“人工智能”这一术语,从而引领了人工智能第一个兴旺发展时期。这一阶段的人工智能主要以翻译、证明、博弈等为主要研究任务,取得了一系列的科技成就,LISP语言就是这一阶段的佼整理佼者。人工智能在这一阶段的飞速发展使人们相信只要通过科学研究就可以总结人类的逻辑思维方式并创造一个万能的机器进行模仿。
3 挫折阶段
60年代中至70年代初期,当人们深入研究人工智能的工作机理后却发现,用机器模仿人类的思维是一件非常困难的事,许多科学发现并未逃离出简单映射的方法,更无逻辑思维可言。但是,仍有许多科学家前赴后继的进行着科学创新,在自然语言理解、计算机视觉、机器人、专家系统等方面取得了卓尔有效的成就。1972年,法国科学家发现了Prolog语言,成为继LISP语言之后的最主要的人工智能语言。
4 第二个发展阶段
以1977年第五届国际人工智能联合会议为转折点,人工智能进入到以知识为基础的发展阶段,知识工程很快渗透于人工智能的各个领域,并促使人工智能走向实际应用。不久之后,人工智能在商业化道路上取得了卓越的成就,展示出了顽强的生命力与广阔的应用前景,在不确定推理、分布式人工智能、常识性知识表示方式等关键性技术问题和专家系统、计算机视觉、自然语言理解、智能机器人等实际应用问题上取得了长足的发展。
5 平稳发展阶段
由于国际互联网技术的普及,人工智能逐渐由单个主体向分布式主体方向发展,直到今天,人工智能已经演变的复杂而实用,可以面向多个智能主体的多个目标进行求解。
五、人工智能在机械电子工程中的应用
作为检测装置的一种,传感器在各个行业和领域的发展中发挥着重要的作用。传感器的合理设计是能够有效实现检测和控制系统自动化的重要前提,微机械电子技术是传感器设计的重要组成部分,对自动化测量传感器进行设计,需要以微机械电子技术为主要的技术支撑。对基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计进行分析,能够为自动化测量传感器功能的完善提供借鉴的经验。
1传感器与微机械电子技术
1.1传感器
电子信息技术的出现,为现代计算机网络技术和电子信息工程奠定了发展的基础。传感器主要是基于电信号发展起来的,主要由敏感元件、转换元件、变换电路以及辅助电源四个部分组成。这种检测装置能够将被检测到的信息转换为电信号,或以其他形式输出,用以满足不同行业和领域装置检测的需要。从本质上来说,传感器承担着获取物体信息的重要职责[1]。现阶段,传感器已经被广泛的应用于工业生产、海洋探测、生物工程等多个领域,在未来的社会发展中,传感器技术能够作用于现代化的所有工程,间接推动社会的发展。
1.2微机械电子技术
微机械电子技术是能够应用于集成电路、机械零件制作的重要技术,也是制作传感器的主要技术来源之一。这种技术在实际应用中能够将制作的电路或零件尽可能的缩小,在保证电路能够正常发挥功能的同时,形成可以用于大批量生产的、高度自动化、智能化的微电子机械系统[2]。该系统从本质上来说是一种机电系统,基于微机械电子技术而形成的微驱动器、微传感器等都是现代社会发展中重要的仪器装置。因而微机械电子技术也拥有广阔的发展前景。
2基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计方案分析
传感器是一种检测物体状态的装置,这种装置与通信技术和计算机技术,都是能够促进现代社会发展必不可缺的内容。在工业生产逐渐朝着智能化、自动化发展的今天,传感器的设计研发也要朝着自动化的方向发展,才能够更好的发挥其检测的作用[3]。自动化测量传感器是微传感器的一种,微机械电子技术是传感器设计研发的主要技术之一,面向微机械电子技术来对自动化测量传感器进行设计,不仅能够提高传感器的设计水平,为微传感器的设计提供借鉴的经验,还能够有效促进微机械电子技术在现代社会的发展。在对基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器进行设计时,主要可以从以下几个方面来入手。
2.1设计原理
微机械电子技术在传感器中的应用,主要发挥的是数据采集和监测的作用,该技术能够将微传感器的内部部件缩小,在集成封装之后,将其嵌入到其他设备当中,并且不会对原有装置的性能产生影响。由于不同的行业和领域应用的传感器类型也有所区别,本文中的设计方案以压力传感器为主。微传感器的设计和研发是以集成电路为基础的,微机械电子技术则主要应用半导体技术,因而在对压力传感器进行设计时,可以模拟出整个传感器的工作流程,对传感器承受的压力值、输出电压等数值进行计算。在基于面向微机械电子技术的自动化测量传感器进行设计时,首先要明确自动化测量传感器的结构组成,即敏感膜片、转换元件、信号调节转换电路、传感器接口电路、传感器工作程序五个部分。当外界的压力传递到传感器中时,敏感膜片的电阻会发生变化,电桥也会失去平衡。在这种情况下,利用欧姆定律就可以计算出传感器实际承受的压力值。这个过程应用的电阻变化数学公式为:ΔR/R≈π1σ1+π2σ2其中,ΔR/R代表压敏电阻变化率,π1π2代表横纵压阻系数,σ1σ2代表横纵应力。除此之外,还要对传感器未受到压力的变化情况进行实验和计算,并依据公式来计算出传感器的输出电压。
2.2敏感膜片设计和转换元件设计
敏感膜片是传感器的重要组成部分,是传感器中唯一能够被直接检测的部件,该部件在实际设计研发中以硅微加工技术、键合技术、LIGA技术和准分子激光技术为主要的设计方式。本文中主要采取硅微加工技术来对敏感膜片进行设计。敏感膜片的设计具体分为选择衬底、单晶硅处理、刻蚀有源标记、覆盖保护膜、形成腔体、压敏电阻条、清洗、沉积、电极板、光刻、降低厚度等步骤,在对其进行设计时,不仅要严格保证每一步骤都符合标准要求,还要尽量避免受到污染和损坏,影响敏感组件的性能。传感器中应用的转换元件,实质上就是压敏电阻,因而在对转换元件进行设计时,最主要的就是要依据传感器的测量原理,对掺杂的类型和浓度进行选择,并保证电桥设计成开环形式,才能够更好的保证转换元件发挥作用。
2.3信号调节转换电路设计
传感器在实际工作中主要是将检测到的信息转换为电信号,再按照检测的需求进行输出,用以满足物体的检测需要。信号调节转换电路的作用主要是将传感器接收到的信号进行放大调制,提高信号的转换和输出质量。在对传感器中的信号调节转换电路进行设计时,如图1所示,不仅要尽量保证系统线路的运行安全,还要能够尽量保证传感器内部各个零部件的正常运行。
2.4传感器接口电路设计
传感器是微机械电子系统中的一部分,在实际应用中,需要与其他装置连接起来,才能够更好的发挥其价值。因而在对传感器进行设计时,还要重点关注传感器接口电路的设计是否合理。在对传感器的接口电路进行设计时,基于每个具体的接口电路的使用功能不同,接口电路的设计方式也存在着一定的差异。以本文设计中的压力传感器为例,该传感器在设计中主要涉及到的接口共14个,主要包括接地、电路公共接地端电压、接入电路电压等14个不同的功能,因而在对传感器的接口电路进行设计时,也要充分考虑到这些不同功能会对电路设计造成的影响。
2.5传感器性能检测
本文中设计的自动化检测传感器类型为压力传感器,因而在对传感器的精度进行检测时,主要应用的是万能压力测试机。将传感器放置在测试机压板的正下方,调节测试机的压力值,对传感器在不同压力值下产生的实际压力值进行差值计算,用以检验传感器的精度。在对传感器的可靠性进行检测时,主要需要检测传感器接口的质量和密封情况,对可靠性进行检测的主要目的,就是检查传感器在实际应用中是否会产生漏气或漏电的现象。可靠性的检测主要依据的是压力测漏仪和兆欧表。在对传感器的灵敏度、非线性度以及迟滞性进行检测时,需要分别对传感器在应用中产生的压力变化量、电压输出变化量、测量值曲线与压力曲线的拟合偏差等数值进行计算,在得出具体的数值之后,将其与传感器规定的设计和生产标准进行对比,就可以完成对传感器质量和性能的检测。现阶段,传感器已经被广泛的应用于社会生活的多个领域,对自动化检测传感器进行设计研发,不仅是现代社会各个行业和领域的发展要求,同时也是满足人们生活需求的重要途径。
参考文献
[1]卞丽情.面向微机械电子技术的自动化测量传感器设计[J].制造业自动化,2021,43(08):152-155+160.
随着自动控制技术的发展,其在各个行业得到了广泛的应用,在农业机械生产中,控制技术的应用可以极大地提高农业机械智能化发展,对于实现农业信息化、智能化发展具有重要意义,控制技术的研究水平逐渐引领着世界农业的发展方向。控制工程与农业机械技术相结合能够有效增强作业效率,使农业机械技术在现代化农业发展中得到更大的利用,两者可以相互促进发展。控制工程可以为农业机械化技术的研究提供多样化的技术支撑,从而实现互相促进的目的,在当前农业现代化发展的中,农业机械化技术水平的高低将直接影响到农业现代化的发展,因此,农机控制技术的发展对于当前农业现代化的发展起着不可或缺的作用[1-2]。我国农机控制技术起步相对较晚,但是发展速度较快,目前基本实现农机各个方面的控制[3]。但是我国农机控制技术仍然存在农业信息化基础设施薄弱、控制精度差、智能化水平较低等问题,导致农业物联网、大数据、云平台等技术还处于初级阶段,农业智能化发展较为落后。未来我国应该积极引进国外先进经验和技术措施,基于我国农业生产实际国情,不断进行技术改革与创新,逐步完善适合我国现代农机控制技术与发展体系,逐步建立完善的农机控制工程相关技术体系,推动控制工程技术在我国现代农业生产的高效运用[4-6]。
1农机控制工程系统核心技术
控制工程的存在主要是根据工程理论与先进的计算机技术相配合而形成的,如控制数据参数的改进等,从而完成对农业机械的控制。该技术首先被提出在18世纪到19世纪之间,主要被用于当时的蒸汽机中,为了提高机械的作业效率,从而控制工程这一新技术为顺应当时背景发展被提出,慢慢随着时间的推移,更多的专业技术人员提出了更加完善的控制工程技术。21世纪后,科学技术得到了空前的发展,与信息技术相结合的控制技术变得越来越成熟了,同样,也被更多人所使用接受,形成了更广阔的推广发展。目前,关于农机控制工程系统的核心技术主要包括机械电子工程技术、集成控制技术、预测控制技术、模糊控制技术、神经网络控制技术及鲁棒控制技术[7]。
1.1机械电子工程技术
机械电子工程技术是农业机械技术的基础技术之一,主要包括自动控制技术、电子信息技术、机械制造技术及传感器技术等。其中,机械技术是机械电子工程技术的核心,支撑着其他技术的应用与发展,其机械技术的发展效率直接影响后续技术的发展及工作效率。自动控制技术主要是对机械设备及相关零部件的工作轨迹、运行状态中的各项参数及最终要达到的目标进行控制;传感器技术主要是对机械设备及各个关键零部件的工作参数及工作状态进行精确的检测与控制,其传感器检测精度直接对设备运转产生一定的影响;电子信息技术主要是结合电路及电子学等基础理论知识选取相应的电子产品或电器元件。
1.2集成控制技术
集成控制技术是一种常见的农机控制工程技术之一,主要是通过相关信息收集、处理系统,实现对相关农业机械产品各个零部件的数据信息进行有效的集成、融合与处理,从而实现农业机械的自动操作与决策,可以极大地提高农业生产效率,实现自动化及智能化生产。集成控制技术是目前农业生产中应用最为广泛的控制工程技术之一[8]。
1.3预测控制技术
预测控制技术是近几年逐渐发展起来的新型农机控制工程技术之一,可以处理相关机械设备运行中的滞后过程,属于一种闭环控制算法,可以根据对象的历史信息和未来输入预测其未来输出,具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力。预测控制技术可以对农业生产中相关设备的运行误差及变化率进行有效控制,结合相关数据及时进行机械运行状态的调整,对于提高农机工作效率具有重要意义。
1.4模糊控制技术
模糊控制技术主要是以模糊数学理论为基础形成的一种控制技术,是通过模拟人的近似推理和综合决策过程(又被称为经验方法)。在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型,使控制算法的可控性、适应性和合理性提高,成为农机控制工程技术的一个重要分支,对于农业生产中难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的过程非常适用,其鲁棒性及抗干扰能力较强,因此特别适用于非线性的过程变化及滞后系统的控制。模糊控制系统的主要系统框架图如图1所示。
1.5神经网络控制技术
神经网络控制技术是指在被控制系统中可以进行系统工作优化、推理、故障诊断等功能。神经网络具有很强的适应能力及学习能力,农业生产环境较为复杂,利用神经网络技术可以对控制系统的不确定性、时变的环境等进行合理、精确的决策、控制及学习,是推动农机智能化发展的重要技术之一,代表了当前社会科技水平的进步,它是依托于生物学理论将控制工程与其相结合而形成的一项控制技术。该项技术的工作使用主要是将控制系统中的各连接点看作人体中的神经元,通过节点连接从而形成一个网格框架,形成一个动态的系统,通过后续操作完成信息的传递。在农业机械技术发展中使用该项技术,能够对其控制数据信息完成函数赋值,利用计算得出结果,从而使得神经网络技术能够更加智能化地使用在农业机械作业当中,有效提高其作业效率。
1.6鲁棒控制技术
通过对于鲁棒控制技术的使用不会因外部的影响改变正确数据的使用,正是因为该类技术的优点,其得到了人们的认可,获得了更加广阔的推广发展。例如,农业机械中的采摘机械臂,该类机械由于其参数系统的独特存在,受到外界因素影响后容易产生变化,从而影响到其正常工作,会形成较为严重的作业误差,使其操作控制变得非常困难。鲁棒控制技术能够更加良好地解决此类问题,该项技术将模态法融入其中,控制系统被分成慢速和快速系统,利用控制调节器改善系控制统的加、减速度。该类控制技术可以有效降低外部影响因素对于控制系统的影响,显著增强了农机作业效率和工作性能[9]。
2农机控制工程技术在实际中的应用
2.1遥感技术
遥感技术自从被提出后,就被广泛应用于现代化农业生产中,对于农业机械的发展起到了不可或缺的作用。在农作物的种植生产过程中,利用该项技术可以有效对农作物的生长状态起到良好的监测作用,从而获得人们通过肉眼无法发现的细节,根据所得的数据进行统计分析,对于农作物的生长开展有效的后续工作;通过对农作物的病虫草害监控及防治,可以有效避免病虫草害的出现,利用该项技术发现源头所在,完成防治处理;最后,对于自然灾害也可以起到一定程度的监测作用。
2.2农业无线通信技术
传统农田作物的生长状况监测,不但要耗费大量的人力,而且不能够做到实时监控,如采用有线测控系统,则需要铺设光纤或者电缆,增加了农业生产成本,降低了系统的灵活性和可扩展性。随着传感器技术、无线通信技术及嵌入式控制技术的发展,无线传感器网络可以实时监测、感知和采集监控区域的信息,并将采集到的数据处理后发送给终端用户,降低农业生产成本,有效提高了农业实际作业效率。
3农机控制工程技术的未来发展前景
我国对于控制工程的研究与国外发达国家相比进程较慢,在该领域的技术研究中与国外相比还需继续努力,伴随我国经济水平和科技水平的不断提高,以及对于控制技术的深入研究,其得到了巨大的提升和良好的改善,控制工程应用于机械电子工程中,能够更好地推进农业机械化的推广发展。为了能够使该项技术得到更好的发展,需要加大科研创新,走向全新的发展道路,从而推进农机控制工程技术更好的发展。在发展农机控制工程技术的前提下,要牢记绿色农业及农业可持续发展理念。农机控制工程技术的发展不仅仅局限在经济效益上,还需要将其与绿色发展相结合。在发展该类技术时,需要注意其对生态环境的影响,一定要保障其绿色发展,从而做到技术环保,能够良好的完成绿色农业的可持续发展。政府及高校教育部门应该加大科研资金投入,积极引进相关的设备与人才,进而促进农机控制工程技术在农业生产的快速应用与发展,加大科研资金的投入,促进相关农机控制技术的创新与发展,提高我国农机整体装备水平,加快推进农业现代化进程。
机电一体化是机电一体化技术及产品的统称。所谓机电一体化技术是在机械控制中引入电子技术,也就是在机械运动中采用传感器检测设备,由计算机对检测数据进行处理运算,计算获得预先指定机械运动的控制信号,并由接口技术将控制信号传输给控制执行装置,实现各功能单元以及整个系统配置最优化的系统工程技术。
1、机电一体化技术发展的方向
机电一体化已发展成综合运用机械电子技术、自动控制技术、计算机技术、光电技术、数据传输技术等群体技术,工业生产已由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化产品的各个组成部分在工作时相互协调,共同完成所规定的目的功能。在结构上,各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起,构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。机电一体化朝着以下几个方向发展。
1.1 光机电一体化方向
一般机电一体化系统是由传感系统、能源(动力)系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术,利用光学技术的先天特点,就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。
1.2 柔性化方向
未来机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在这系统中,各子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具有“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
1.3 智能化方向
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。
1.4 仿生物系统化方向
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。就目前情况看,机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势,但还有一段很漫长的道路要走。
1.5 微型化方向
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。当这一成果用于实际产品时,就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时,机械和电子完全可以“融合”机体,执行结构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。
2、机电一体化技术应用
2.1 在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
2.2 在工业生产流水线中的应用
机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在工业设备生产流水线中的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大幅度改善生产的产品质量,提高其国内、国际竞争能力。
2.3 在钢铁企业中应用
在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢-连铸-轧钢综合调度系统、冷连轧等。钢铁企业的 CIMS 是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。
3、结语
以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势,随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献
寒窗苦读,为的是梦想的实现;如今,学业初成,振翼待翔,获得一个施展才华的舞台是我最大的心愿。临近毕业之际,谨向贵公司自荐,现将本人情况作一个简单介绍:
我是一名来自山东科技大学机械电子工程学院的2007届本科毕业生,主修机械设计制造及其自动化专业,大学四年,我认真完成了本专业开设的所有课程,各科成绩良好,掌握了深厚的专业理论和技能,同时,我充分利用课余时间,阅读了大量的相关书籍,拓宽了我的知识面,为毕业后的工作打下了坚实的基础。我认为作为一名合格大学毕业生,知识是其左手,能力是其右手,而人品则是其灵魂。敏行捷思的朝气、真诚豁达的品质和敬业务实的精神,是一个新时期人才必备的素质,而这正是我大学四年所追求的目标。
我出生于一个普通的农民家庭,农村生活铸就了我淳朴、诚实、善良的性格,辛勤劳作的父母使我深知学习机会的来之不易,在大学里,认真、刻苦是我生活的概括。在竞争中获益,在挫折中成长,四年,我变得更加坚强、自信和执著。
怀着对未来美好的憧憬,我来接受您的甄选。当我陌生的名字映入您的眼帘,从您拿起我个人资料的那一刻起,我便心存感激,期盼与您有进一步的交流和探讨。用青春写下每一句承诺,让时间来作证,给我一个机会,我会用成绩来证明您的选择。
随信附上简历一份及主修课成绩单一份。
再次感谢您在百忙之中所给予我的关注,并祝您的事业百尺竿头,更进一步!
此致
敬礼
求职人:李克松
2007年3月
个人简历
个人概况:
姓名李克松性别男
籍贯山东省蒙阴县民族汉族
毕业院校山东科技大学专业机械设计制造及其自动化
政治面貌共青团员学历及学位大学本科、工学学士
联系电话0532-6042012
计算机及英语水平:
通过计算机文化基础考试,计算机网络技术(三级)笔试,熟悉Windows98,Windows2007及windowsXP平台的各种操作,能运用Pro/e进行产品设计制作和模具设计。顺利通过国家英语四级考试,有一定的听、说和翻译能力。
实践与实习:
2007年10月 牛头刨床设计实习
2007年05月 机床电器实习
2007年09月 校办工厂金工实习
2007年09月 澳柯玛、双星轮胎厂、益和电器参观实习
2007年09月 青岛四方机车厂生产实习
爱好与特长:
爱好体育、网络和读书,尤其爱好足球。具有很强的环境适应能力和实践能力,自学能力强,责任心强,有团队意识,遇事沉着冷静,善于总结经验不断提高自身素质。
求职意向及应聘动机:
机械设计制造及其自动化专业及相关专业的企、事业单位的相关职位;全职。
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.085
0 引言
就目前来说,科学技术的发展速度已经能够满足不同学科的交义运用。机电一体化技术的发展就充分体现了这一发展状态,尤其是在市政施工中的应用过程中。由于市政施工具有施工环境复杂以及建设项目多的特点,使得机电一体化的多元化作用得到了充分的发挥。文章对机电一体化技术未来发展方向进行了阐述,分析过程指出,机电一体化技术应朝着微型化、智能化、模块化、数字化、网络化以及人性化的开发方向发展。
1 机电一体化技术概述
就目前来说,机电一体化的运用范围十分广泛。其又被称为机械电子学,主要是以微电子技术、信息技术的形式服务于机械工程领域。主要应用的机械工程领域是系统的自动化和智能化两方面,这就意味着其是基于计算机技术、自动化技术以及传感器技术结合而成的综合性技术。在市政工程的施工中,机械一体化的运行好坏直接决定了实际的施工质量。从传统的方面讲,过去的市政工程机械运行都是纯机械式的,这就意味着其运行比较笨重,操作也不够便捷。随着社会的进步,科技的发展,当将机电一体化技术应用到市政工程的建设过程中后。市政工程建设的机械化发展方向也朝着智能化、远程控制化以及节奏紧凑化的方向迈进。这种发展状态,不仅保证了工程的建设质量,还在一定程度上减少了机电一体化操作人员的劳动量。由此可以看出,机电一体化技术在市政工程建设过程中的应用,极大的推动了施工建设的效率[1]。此外,随着机电一体化技术的不断更新换代,其燃油的消耗情况也得到了有效控制。
2 机电一体化技术在市政施工中的应用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工进行机电一体化的发展目标。具体应用过程即利用电子信息技术和机械控制技术,实现机械运行的智能化的管理。施工智能化是指,工程施工过程针对不同的情况下,可能出现的问题进行预先设计。当工程施工对系统当前的运行情况进行评估,并研究出简单的运行模式变化规律,这就实现了机电一体化技术提高工程施工智能化的基本需求。然而,现阶段,机电一体化技术应用了模糊数学、模拟智能、计算机技术以及传感技术等,这些技术使得工程施工应用机电一体化的发展方向朝着智能化迈进。
2.2 形成作业模块化
市政工程施工机电一体化技术的应用,其发展的前景是广阔的,具体包括:控制和操作模式的简化。换句话说就是智能模块化控制的实现。这种模块化的操作和实施就是利用某些固定的程序化模块与特定机械设备组合相配合,以此进行特定工况下的作业,如: 铺设沥青的工序采用联合沥青摊铺设备,在模块化控制的情况下,可根据不同的工程需求对摊铺设备进行模式设定,即在某个工段采用固定的速度、作业形式等。这样在该路段就可进行无干扰的作业,同时在自动检测系统的辅助下,可以将施工过程完全交给机械来完成[2]。
2.3 实现节能减排
机电一体化技术可以降低工程施工机械的能源消耗,而且在未来的机电一体化技术发展中将会得到进一步的提高。此外,将工程施工的机械运行实现高度智能化,可以为将机械的运行带来多功能化发展。这样一来,就可以利用较少数量的智能化施工机械完成大量的工程量,这无疑是对资源的最大节约。与此同时,高效的工程施工作业也在很大程度上减少了对生态环境的破坏。具体体现在减少机械设备的存放场地以及减少施工人员生活对周围环境的影响。
3 机电一体化在未来的发展方向
由于机电一体化技术的独特性,使其应用于工程施工时有着发展的综合性。机电一体化作为综合性发展的科学技术,它还能够以不同发展的方向向前发展。具体来说,当机电一体化技术向着微型化、智能化以及模块化方向发展时,就会使得被应用的工程项目呈现集成化建设。这是使工程项目的建设成果实现整体的模块化,这一平台的建成可以将机电一体化技术发挥出多项功能。在机电一体化技术的具体应用过程中,需要制造专用工具从而服务于工程项目的具体建设。而实现了模块化的机电一体化技术,在应用于具体建设时就可以通过更换不同的模块来进行操作。这样一来,就可以在很大程度上扩大机电一体化产品的应用范围。
此外,随着信息时代的到来,人们对于快捷化、人性化服务的需求越来越高。这就要求机电一体化技术的发展,还应朝着网络化、数字化以及人性化的方向发展迈进。机电一体化技术的数字化可以实现对机电产品的远程控制,这就意味着其机电产品的运行是以人的意志为转移的,从而在一定程度上使应用的工程项目更具人性化建设[3]。 对于机电一体化的网络化发展,其可以实现了多个机电产品的联合工作。这就可以使机电产品能够完成一系列的复杂任务,在一定程度上降低了工作人员的劳动强度和设备的运行风险。
机电一体化技术朝着上述几个方向发展,是未来对其进行科学技术研究的主要内容。因为这些方向可以使其应用的范围和使用的领域更加多元化。尤其是机电产品一机多用的功能,在很大程度上减少了设备的重复使用。而且,还使能源得到了更有效的利用,所以,这是实现机电一体化产品绿色发展的重要发展方向。
4 结束语
总而言之,机电一体化技术在各个领域的应用,都在一定程度上推进了其行业的发展速度。尤其是对于市政工程的施工过程来说,由于其建设的重要性,机电产品的应用则为其带来了快速发展的契机。所以,我们务必要顺应时代科学技述的发展潮流,提高对机电一体化技术的认识。并将其投入到现代化的建设当中,使其发挥出综合性的作用。