羅 千

（浙江省寧波市舒普智能技術(shù)股份有限公司， 浙江 寧波 315000）

0 引言

機(jī)電一體化技術(shù)包含機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理技術(shù)及傳感器控制技術(shù)， 是以多種技術(shù)的整合促進(jìn)職能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)。 機(jī)電一體化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分利用， 且在實(shí)際應(yīng)用中能夠監(jiān)控優(yōu)化目標(biāo)，完成系統(tǒng)整體資源的優(yōu)化配置，促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高、運(yùn)行能耗的降低。依托傳輸技術(shù)可對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)展開調(diào)整， 能轉(zhuǎn)化控制信號(hào)及信號(hào)為可用傳輸信號(hào)。 同時(shí)，信息傳輸中可處理信息，并以適宜規(guī)則為根據(jù)傳輸信息，能為系統(tǒng)運(yùn)行安全及穩(wěn)定性提供保障。

智能制造支持編寫相關(guān)控制程序， 且能夠模擬人類思維，可用于各項(xiàng)設(shè)備生產(chǎn)制造的控制，能夠大幅提升制造業(yè)生產(chǎn)效率及質(zhì)量。 依托多樣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，可有效采集多類型的數(shù)據(jù)信息，并展開深度處理、分析及存儲(chǔ)，供于生產(chǎn)制造實(shí)踐活動(dòng)使用。 智能制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，通過計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)用能夠從多維度展示產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙，與傳統(tǒng)人工生產(chǎn)相比，不僅能使人工崗位成本支出減少，在較高危險(xiǎn)性與污染性的工業(yè)生產(chǎn)中也十分適用， 能有效避免工作人員受環(huán)境影響的情況， 并減少安全事故發(fā)生率，消除人為操作失誤的情況，且能帶動(dòng)生產(chǎn)效率的大幅提升，從而助力制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。 所以，現(xiàn)代化制造業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型中，智能制造已逐步發(fā)展為主要路徑之一。

1 機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要包含三方面： 一是結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。 相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用機(jī)電機(jī)構(gòu)后，能夠大幅提升產(chǎn)品控制有效性；而為促進(jìn)系統(tǒng)變速控制的實(shí)現(xiàn)，有必要引入機(jī)電系統(tǒng)至變速箱內(nèi)。當(dāng)前時(shí)代，信息技術(shù)發(fā)展成果顯著，以往的人工操作控制已被變頻調(diào)速電子設(shè)備取代，計(jì)算機(jī)軟件控制模式逐漸占據(jù)了主導(dǎo)。 機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件、機(jī)械與電子技術(shù)的綜合應(yīng)用，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也因此實(shí)現(xiàn)了整體性的優(yōu)化。二是交換優(yōu)勢(shì)。機(jī)電一體化技術(shù)在控制性能及靈敏度方面極具優(yōu)勢(shì)， 基于機(jī)電一體化技術(shù)的智能制造中，不僅可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理，且信息數(shù)據(jù)交換安全性更高。 在該技術(shù)交換優(yōu)勢(shì)的運(yùn)用下，能妥善化解各類技術(shù)方面的難題，可帶動(dòng)制造信息處理效率的提高， 規(guī)避信息交換中可能出現(xiàn)的系統(tǒng)癱瘓情況，為數(shù)據(jù)提供完整性保障的同時(shí)，確保系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。 三是系統(tǒng)智能化。 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制和生產(chǎn)脈絡(luò)的規(guī)劃管理。 在智能化控制系統(tǒng)的運(yùn)用下圍繞系統(tǒng)及程序展開統(tǒng)一調(diào)控， 憑借自動(dòng)化功能作用，可達(dá)成自動(dòng)化檢測(cè)、處理信息及診斷故障等目的。 同時(shí)，在該系統(tǒng)的運(yùn)用下，工作人員輸入對(duì)應(yīng)的工作指令后，可實(shí)現(xiàn)工作程序的自動(dòng)化操控。當(dāng)系統(tǒng)有風(fēng)險(xiǎn)故障產(chǎn)生后，能第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警信號(hào)，向管理人員傳達(dá)系統(tǒng)運(yùn)行情況，并迅速展開對(duì)應(yīng)的處理，可為系統(tǒng)運(yùn)行提供安全保障，能消除工作中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)隱患，從而幫助工業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全且高效的生產(chǎn)作業(yè)。

2 機(jī)電一體化技術(shù)與智能制造相關(guān)性

現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域中，具備突破性與創(chuàng)新性的機(jī)電一體化技術(shù)和智能制造，前者實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)手段的結(jié)合，突出集成技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；后者需要組合技術(shù)，以提高應(yīng)用程序質(zhì)量及技術(shù)水平。 機(jī)電一體化技術(shù)在信息化、自動(dòng)化等方式對(duì)機(jī)械設(shè)施展開控制，可使工業(yè)生產(chǎn)水平與質(zhì)量實(shí)現(xiàn)大幅提升。而作為人工智能領(lǐng)域標(biāo)志性發(fā)展的智能制造， 主要是通過模擬人類智慧實(shí)現(xiàn)人工智能生產(chǎn)，并在人工智能的基礎(chǔ)上達(dá)成智能制造的目標(biāo)。智能制造中，信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)是至關(guān)重要的基礎(chǔ)，而機(jī)械與電子技術(shù)同樣也是生產(chǎn)制造過程必不可缺的關(guān)鍵，智能制造中通過人工智能完成有關(guān)指令的接收后，在聯(lián)合信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)后，能夠順利有序的生成操作指令。這也表明了智能制造今后的發(fā)展方向必然是以應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)為主，兩者間存在密切的關(guān)聯(lián)。

3 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)想

3.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中通過機(jī)電一體化的應(yīng)用， 在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)可引入諸多能完善設(shè)備建設(shè)的智能化設(shè)施，最大限度規(guī)避由于設(shè)備問題造成時(shí)間浪費(fèi)的情況。同時(shí)，能減少人力投入，突出管理的便捷性，從而提高工作效率，并規(guī)避人工引起的失誤。不同人員的分工是有差異的，聯(lián)合多部門共同協(xié)作，細(xì)化工作至個(gè)人頭上，在協(xié)同合作的基礎(chǔ)上能更高效率的完成工作任務(wù)。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)階段，科技技術(shù)發(fā)展迅猛，面對(duì)人們提出的有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)整體控制發(fā)展方面的需要， 傳統(tǒng)單一的主體技術(shù)構(gòu)建模式不再適用， 融合不同系統(tǒng)控制模式也因此成為主流發(fā)展方向。機(jī)電信息技術(shù)工程領(lǐng)域中，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制產(chǎn)品時(shí)應(yīng)當(dāng)積極引入國(guó)內(nèi)外成熟的系統(tǒng)知識(shí)理論，并以現(xiàn)階段機(jī)電信息發(fā)展行情為根據(jù)，融合適宜的計(jì)算機(jī)信息元素，切實(shí)把握時(shí)代特點(diǎn)，持續(xù)發(fā)展機(jī)械與信息技術(shù)工程。當(dāng)機(jī)電行業(yè)構(gòu)建了自動(dòng)控制系統(tǒng)后，能有效簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)模型構(gòu)建、工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)計(jì)算等繁雜的數(shù)據(jù)操作。

4 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 傳感器技術(shù)

傳感器性能的高低， 是決定傳感器技術(shù)作用能否充分發(fā)揮的關(guān)鍵。傳感器需具備良好的刷新速率，支持高效處理固定時(shí)間內(nèi)監(jiān)控范圍圖像信息， 且能突出信息內(nèi)容反饋的高效性，減少時(shí)間成本支持。 同時(shí)，具備準(zhǔn)確性更高的動(dòng)態(tài)捕捉功能， 是與傳感器信息處理能力關(guān)聯(lián)密切的重要影響因素?；趥鞲衅骷夹g(shù)的智能制造中，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸與中斷處理，且支持延遲反饋信息，結(jié)合終端系統(tǒng)做好工作指令的發(fā)送， 信息反饋延遲表示當(dāng)傳感器完成工作指令的接收后數(shù)據(jù)信息傳回的時(shí)間。 在不存在特殊工作要求的前提下， 傳感器技術(shù)能以毫秒級(jí)時(shí)間差來計(jì)算信息延遲反饋時(shí)間， 且因智能制造技術(shù)支持迅速處理海量數(shù)據(jù)的緣故， 因此能夠大幅提高傳感器數(shù)據(jù)信息傳輸延遲控制方面的有效性。

4.2 智能機(jī)器人的應(yīng)用

目前，社會(huì)生產(chǎn)生活中已逐漸普及了人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，如智能手機(jī)及網(wǎng)頁(yè)瀏覽搜索引擎方面，可從海量信息中收集擇取與用戶興趣愛好相關(guān)的內(nèi)容。立足于技術(shù)應(yīng)用性角度而言，現(xiàn)代日常生活、工業(yè)生產(chǎn)及公共設(shè)施等方面中，人工智能及通用機(jī)器人制造技術(shù)已體現(xiàn)了重要的應(yīng)用價(jià)值。 在應(yīng)用人工智能機(jī)器人后，能促進(jìn)工業(yè)規(guī)?；吧a(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率的大幅提升，且能為工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提供更可靠的保障，可幫助工作人員減輕工作負(fù)擔(dān)。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息庫(kù)的迅速、及時(shí)更新，且能迅速完成處理操作系統(tǒng)指令的下達(dá)。 此外，智能機(jī)器人還可以勝任人類大腦無法處理的復(fù)雜性較高的業(yè)務(wù)工作，整體應(yīng)用成果良好。

4.3 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械制造在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的占比率，當(dāng)機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用后， 能促進(jìn)了各項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展速度的提高， 且能實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)能實(shí)現(xiàn)大批量機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)，在可編寫程序及光電電子控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)用下， 并引入電子控制驅(qū)動(dòng)裝置這一類具備人機(jī)交互功能的技術(shù)， 即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)線的構(gòu)建。同時(shí)其作業(yè)時(shí)間是全天候，擁有遠(yuǎn)超人工的生產(chǎn)效率， 故而在機(jī)械制造生產(chǎn)實(shí)踐中引入數(shù)控技術(shù)后，能大幅提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量。智能制造背景下， 數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)有著較高的智能自動(dòng)化控制要求， 在數(shù)字信息技術(shù)的運(yùn)用下能夠遠(yuǎn)程控制機(jī)械工作運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及控制過程，可促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品工藝、質(zhì)量及性能控制有效性的提高。 目前，數(shù)控生產(chǎn)中，多以“CPU+總線”的設(shè)計(jì)模式三維仿真模擬數(shù)控生產(chǎn)全過程， 能使數(shù)控生產(chǎn)中產(chǎn)品生產(chǎn)效率及質(zhì)量得到有效提升，技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。

4.4 柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用

集合了信息過程控制管理系統(tǒng)、 數(shù)字控制管理等一系列系統(tǒng)后形成的綜合型制造系統(tǒng)即為柔性制造系統(tǒng)，是自動(dòng)化工業(yè)制造系統(tǒng)范疇下的突破性技術(shù)。 基于柔性制造系統(tǒng)的工業(yè)智能設(shè)備制造中， 通過市場(chǎng)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果的運(yùn)用，在調(diào)整和優(yōu)化加工產(chǎn)品生產(chǎn)流程后，能最大限度利用現(xiàn)有的生產(chǎn)資源， 同時(shí)能大幅提升制造企業(yè)生產(chǎn)管理效益。立足于企業(yè)信息系統(tǒng)管理角度而言，在應(yīng)用了柔性制造系統(tǒng)后， 結(jié)合信息系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的各項(xiàng)機(jī)械數(shù)據(jù)自動(dòng)展開整合、處理及分析，同時(shí)能憑借各項(xiàng)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)軟件自動(dòng)控制各類機(jī)械設(shè)備。同時(shí)，在軟件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督等工作中，應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)之后同樣能顯著提升工作開展效率。

4.5 自動(dòng)生產(chǎn)及信號(hào)處理技術(shù)

以往生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)基本都是由手工的模式進(jìn)行，此類模式不具備較高的工作效率?；谧詣?dòng)生產(chǎn)技術(shù)的智能制造中，憑借自動(dòng)機(jī)械控制的效能，可促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)模式的實(shí)現(xiàn)，不僅能解放工作人員勞動(dòng)力，同時(shí)能使生產(chǎn)與加工效率大幅增加，帶動(dòng)整體生產(chǎn)效率的提高，并持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品工藝模式，產(chǎn)品生產(chǎn)性能更高，且能確保產(chǎn)品與社會(huì)大眾需求相符合。同時(shí)，在同時(shí)連接終端系統(tǒng)及服務(wù)器后，機(jī)電一體化技術(shù)還能夠傳輸信息數(shù)據(jù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸及機(jī)電一體化信號(hào)傳輸平臺(tái)進(jìn)行信息的傳輸和處理。從適用范圍方面來看，智能制造技術(shù)同樣具備突出的優(yōu)勢(shì)，依托電信號(hào)傳輸模塊建構(gòu)雙模信號(hào)處理系統(tǒng)后，能使信號(hào)間干擾大幅減少，從而促進(jìn)智能制造技術(shù)應(yīng)有作用的發(fā)揮。

4.6 生產(chǎn)制造遠(yuǎn)程控制技術(shù)

面對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)管理需求，傳統(tǒng)以人工為主的生產(chǎn)管理模式過于滯后，此時(shí)結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)不僅能更好地滿足各方面需求，且支持遠(yuǎn)程生產(chǎn)管理的控制。企業(yè)為了能夠安全應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、降低外部干擾，往往都會(huì)引入局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系，但在排除內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)方面的效果卻不夠理想，不支持遠(yuǎn)程管控，導(dǎo)致安全管理風(fēng)險(xiǎn)加大。 信息傳輸過程中涉及了較多的傳輸模式，且各種傳輸方式的特點(diǎn)也是有差異的，而在多模組協(xié)同的基礎(chǔ)上，憑借智能制造技術(shù)來傳輸信號(hào)，能為信息傳輸效果提供保障，支持技術(shù)人員對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)展開遠(yuǎn)程控制， 且能結(jié)合生產(chǎn)管理具體的需求開展相應(yīng)的管控工作，可以大幅降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。 同時(shí)，智能制造中通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，可對(duì)生產(chǎn)設(shè)備展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，第一時(shí)間做好技術(shù)故障排除工作，能賦予企業(yè)更強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)管控能力，并帶動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)效率的顯著提升。

4.7 自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)

機(jī)電工程中， 通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及傳感器的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控目標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)視，屬于遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)之一。自動(dòng)化監(jiān)視支持對(duì)多個(gè)目標(biāo)實(shí)時(shí)展開監(jiān)視， 建立在監(jiān)測(cè)中心的基礎(chǔ)上，能突破時(shí)間與空間方面的限制，可使整個(gè)監(jiān)控工作的開展更加便利。 但是， 因?qū)儆谶h(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的緣故，該技術(shù)在運(yùn)行速度方面受到了一定限制，在遠(yuǎn)程監(jiān)視大型自動(dòng)化系統(tǒng)方面不太適用。 中央監(jiān)視功能能夠集中自動(dòng)化系統(tǒng)中多個(gè)功能并統(tǒng)一展開監(jiān)視， 但這需要建立在同一處理器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，利用該方法進(jìn)行監(jiān)視時(shí)，需以設(shè)備具體功能需要為根據(jù)合理進(jìn)行間隔的設(shè)置。此外，不同監(jiān)視裝置相互間存在獨(dú)立的功能，且其自身可靠性相對(duì)較高， 能使絕緣裝置與系統(tǒng)端子柜使用頻率大幅降低，如此即可減少投資成本。

4.8 專家系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)

專家系統(tǒng)全面融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)及相關(guān)理論與技術(shù)，通過集中某領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)和經(jīng)驗(yàn)并構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，能將必要的參考依據(jù)供于相關(guān)實(shí)踐操作的開展。 一般情況下，專家系統(tǒng)具備信息咨詢、推理判斷及分析決策等功能，包含人機(jī)交互系統(tǒng)、信息與信號(hào)輸出系統(tǒng)、信號(hào)輸入系統(tǒng)、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)及推理決策系統(tǒng)等，在機(jī)械制造領(lǐng)域中各類“疑難雜癥”的解決中發(fā)揮著不可忽視的作用。

而在計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)的運(yùn)用下，聯(lián)合人工操作及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息的采集與分析。同時(shí)，支持對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)展開全天候的監(jiān)控，如技術(shù)人員在該技術(shù)的運(yùn)用下能更全面地掌握處于運(yùn)行中的設(shè)備各方面狀態(tài)。現(xiàn)階段，該技術(shù)歷經(jīng)一系列發(fā)展后更加成熟，建立在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上， 在智能制造中能夠順利達(dá)成遷移技術(shù)的目標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述， 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用至智能制造中后，在制造業(yè)及各類先進(jìn)技術(shù)的協(xié)同運(yùn)用下，能大幅提升生產(chǎn)效率，并產(chǎn)出質(zhì)量更高的產(chǎn)品。所以，制造行業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐與管理中需要著重關(guān)注機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，以生產(chǎn)實(shí)際情況為根據(jù)選擇技術(shù)工藝，突出針對(duì)性、合理性，以便在大幅提升生產(chǎn)效率的同時(shí)盡可能規(guī)避失誤率，這樣一來能帶給制造業(yè)更可觀的生產(chǎn)效益，保障其自身可持續(xù)發(fā)展。