薛怡 薛燕

【摘 ?要】 隨著科技的不斷發(fā)展，智能制造已成為當(dāng)今中國工業(yè)現(xiàn)代化的核心支柱，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了巨大的潛力。機(jī)電一體化技術(shù)作為一種集電子、機(jī)械和信息等多學(xué)科于一體的技術(shù)，具有極大的應(yīng)用價值，能夠更好地開展智能制造，為工業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的助力。文章深入探討了智能制造和機(jī)電一體化技術(shù)的含義，并綜合考量了它們的實際應(yīng)用，實現(xiàn)了兩者的完美結(jié)合，為智能制造的可持續(xù)發(fā)展提供了支持。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化技術(shù);智能制造;終端設(shè)備

機(jī)電一體化技術(shù)將傳統(tǒng)的機(jī)械制造和自動化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了半自動化，為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。智能制造是一種將自動化技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的新型制造方式，它能夠模擬人類的決策和處理過程，從而提高機(jī)械制造的效率和質(zhì)量。

一、機(jī)電一體化及智能制造概述

（一）機(jī)電一體化技術(shù)的含義

機(jī)電一體化技術(shù)可以結(jié)合多種技術(shù)手段，實現(xiàn)智能化的目標(biāo)，具體包括了信息處理、自動控制和機(jī)械制造。該技術(shù)不僅可以有效監(jiān)測目標(biāo)，還可以優(yōu)化系統(tǒng)的資源配置、提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，并最大限度地減少能源浪費(fèi)。機(jī)電一體化技術(shù)采用了先進(jìn)的傳輸技術(shù)，可以實現(xiàn)與電網(wǎng)、機(jī)身和各種設(shè)備的無縫連接，并精準(zhǔn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)和運(yùn)行狀況，實現(xiàn)高效的信息傳輸;通過綜合分析信息要求，能夠有效地控制相關(guān)動作，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，相關(guān)人員采用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅可以有效地處理信息，還可以按照規(guī)定的流程實現(xiàn)信息傳輸，從而最大限度地減少了信息傳輸?shù)娘L(fēng)險。

（二）智能制造的含義

隨著社會的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造生產(chǎn)管理模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)今市場的需求，因此相關(guān)人員將更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造中，以實現(xiàn)智能化的轉(zhuǎn)型升級。目前，工業(yè)生產(chǎn)制造正在大力推行機(jī)械化發(fā)展，以期提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。這要求研究人員必須全面改造機(jī)械設(shè)備，以縮短生產(chǎn)加工時間、降低生產(chǎn)成本和優(yōu)化資源配置，滿足社會高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)需求。智能制造技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)一體化，取代了人工勞動，并且可以通過模擬系統(tǒng)對產(chǎn)品進(jìn)行綜合分析，從而大幅提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)是一種綜合性的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它有機(jī)結(jié)合了傳感器控制、自動控制、機(jī)械制造和信息處理等多種分支技術(shù)，能有效地實施各種功能，有效地監(jiān)測、優(yōu)化了目標(biāo)，從而調(diào)節(jié)了系統(tǒng)的總體資源、減少了系統(tǒng)的能耗、提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。機(jī)電一體化技術(shù)通過利用先進(jìn)的信號傳輸技術(shù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)參數(shù)和狀態(tài)的快速監(jiān)控，能大幅提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征：1. 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、該技術(shù)大幅提高了生產(chǎn)效率，使機(jī)械產(chǎn)品的控制更加精確，人們不再需要依賴傳統(tǒng)的手動操作。例如隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速電子設(shè)備已成功替代了依賴人工操作的傳統(tǒng)機(jī)械部件，它們可以通過計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)對機(jī)械產(chǎn)品的自動化控制，不僅可以大幅提高生產(chǎn)效率，還可以有效地優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu);2. 通過機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)智能化控制系統(tǒng)的規(guī)劃和管理，從而有效控制了各種系統(tǒng)和程序。如自動采集和處理系統(tǒng)的運(yùn)行信息，自動檢測、排除系統(tǒng)或程序的故障等。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械制造的效率和質(zhì)量得到了顯著提升，并且整個制造過程也變得更加安全、可靠;3. 通過結(jié)合傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制、更高的操作靈敏度，擁有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。該技術(shù)的應(yīng)用，可以使數(shù)據(jù)處理流程變得更加簡單、高效，并確保了數(shù)據(jù)交換的安全性，為生產(chǎn)活動和系統(tǒng)運(yùn)行提供了有力保障。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的具體應(yīng)用

（一）傳感器技術(shù)的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，傳感器技術(shù)已經(jīng)成為智能制造的關(guān)鍵組成部分，不僅可以極大地提高智能制造的精確度和靈活性，還能極大地提高智能制造的水平和質(zhì)量。為了實現(xiàn)智能制造，相關(guān)人員需要在系統(tǒng)中添加各種類型的傳感器，這些傳感器具有快速更新的特點(diǎn)，可以在規(guī)定時間內(nèi)實現(xiàn)對一定范圍數(shù)據(jù)信息的高效處理，還可以實現(xiàn)高精度的動態(tài)捕捉，可以大幅提升生產(chǎn)制造的內(nèi)容反饋效率。人們利用傳感器技術(shù)，可以使智能制造系統(tǒng)實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸，并在極短的時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)中斷處理?？梢杂行У乇ＷC數(shù)據(jù)的及時性、有序性和完整性，為智能制造提供了強(qiáng)大的支撐。

（二）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分，它以高效的編程、先進(jìn)的光電電子控制裝置和可靠的系統(tǒng)驅(qū)動，為自動化生產(chǎn)線的實現(xiàn)奠定了堅實基礎(chǔ)。目前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于智能制造領(lǐng)域，其表現(xiàn)形式為：它利用PLC控制技術(shù)和“CPU+總線”的設(shè)計模式，創(chuàng)建了一系列三維仿真模型，可以實時地模擬生產(chǎn)過程，讓操作者清晰地了解各種參數(shù)、設(shè)計流程和工藝缺陷。技術(shù)專家們可以通過完善的數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)調(diào)整生產(chǎn)流程，并利用先進(jìn)的智能制造控制系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，有效地提升了智能制造的質(zhì)量與效率。

（三）自動化生產(chǎn)及信號處理技術(shù)的應(yīng)用

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的手工操控制造模式，不僅可以大幅提高工作效率，還可以有效地減少人為因素對生產(chǎn)質(zhì)量的影響，從而顯著改善了產(chǎn)品的性能。機(jī)電一體化技術(shù)采用了先進(jìn)的自動化生產(chǎn)及信號處理技術(shù)，可以將智能制造系統(tǒng)的終端設(shè)備與后臺控制系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接，以電信號與網(wǎng)絡(luò)信號的雙重形式實現(xiàn)快速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，這大幅提高了智能制造的效率，也極大地改善了人們的工作環(huán)境。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，自動化生產(chǎn)和信號處理技術(shù)的運(yùn)用，也大幅提高了智能制造系統(tǒng)的信息處理和智能決策能力，從而實現(xiàn)了對特定信號的快速反應(yīng)，大幅提高了智能制造的效率和安全性。

（四）遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)制造生產(chǎn)活動已經(jīng)不再是一種危險的行為，人們可以通過采用先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)實現(xiàn)自動化、精準(zhǔn)化和可持續(xù)生產(chǎn)，從而大幅降低了安全風(fēng)險、保障了現(xiàn)場工作人員的生命安全。機(jī)電一體化技術(shù)可以實時監(jiān)測智能制造系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括各個組成部分的運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)，能夠使用信息處理技術(shù)快速整理和分析這些信息，將其上傳到智能制造管理后臺。通過管理后臺，計算機(jī)系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)定義的參數(shù)指標(biāo)及實際的制造要求，精準(zhǔn)分析獲取的信息，并當(dāng)后臺發(fā)生異常運(yùn)行狀況時進(jìn)行警示;可以按照操作者的指令或者管理平臺提供的智能化處理指令，將相關(guān)的操作信息發(fā)送至智能系統(tǒng)的終端設(shè)備，以及時調(diào)整生產(chǎn)流程，解決可能出現(xiàn)的故障，最終達(dá)到實時監(jiān)測與遠(yuǎn)程控制的目的。與傳統(tǒng)的制造方法不同，這種新型制造方法不需要在現(xiàn)場派遣任何監(jiān)督人員，能夠最大限度地保障工作人員在高危制造過程中的安全。

（五）柔性制造技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)通過整合數(shù)控管理、信息處理和控制管理，可以構(gòu)建出一個全面的柔性制造體系。這標(biāo)志著機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)的重大進(jìn)步，成為當(dāng)今智能制造的核心應(yīng)用方式。柔性制造系統(tǒng)不僅可以根據(jù)市場狀況分析統(tǒng)計結(jié)果、優(yōu)化生產(chǎn)流程和提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還可以綜合處理智能制造過程中收集的大量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)的信息挖掘;采用了先進(jìn)的技術(shù)手段開展精準(zhǔn)的制造管理，實現(xiàn)了企業(yè)的高效、精準(zhǔn)制造。

（六）智能機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為當(dāng)今智能制造的重要組成部分，它們具備了更高的智能化水平，可以將仿生學(xué)、人工智能和機(jī)電一體化等多種技術(shù)相融合，實現(xiàn)自動化、精準(zhǔn)化和可靠化的生產(chǎn)。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于智能制造，可以有效地降低勞動強(qiáng)度、減輕人們的工作壓力，這極大地提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。智能機(jī)器人技術(shù)通過安裝多種傳感器，可以實時收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，并運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行深度分析，根據(jù)結(jié)果自動優(yōu)化工作流程、提高操縱精度，最終實現(xiàn)了更高的制造質(zhì)量和效率。由于其出色的性能，智能機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于極端環(huán)境、危險環(huán)境，以及需要極高精度、極大工作強(qiáng)度的智能生產(chǎn)工作中，例如軍工、汽車、船只、自動化裝配和物流搬運(yùn)等。當(dāng)前，在智能制造領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用的智能機(jī)器人技術(shù)包括焊接、搬運(yùn)和組裝等。

（七）GPS系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能日益完善，智能控制技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，大幅提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率、機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量。將機(jī)電一體化技術(shù)與GPS系統(tǒng)相結(jié)合，可以更好地收集和整理GPS定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，為智能制造系統(tǒng)的研究和發(fā)展提供了有力支持;可以極大地拓展GPS系統(tǒng)的功能，比如消防、警報等，從而極大地提升了GPS應(yīng)用的時效性。此外，在機(jī)械生產(chǎn)規(guī)模較大、對運(yùn)行速度要求較高的情況下，GPS系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，從而極大地提升了智能制造系統(tǒng)的應(yīng)用效率。

（八）故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，過去的制造業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)從傳統(tǒng)的人工加工和組裝，轉(zhuǎn)變?yōu)楦又悄芑募庸は到y(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，使故障診斷技術(shù)變得更加重要。故障診斷技術(shù)可以自動檢測并解決系統(tǒng)運(yùn)行過程中的問題，確保了系統(tǒng)的安全性。受多種外部因素的影響，加工系統(tǒng)可能會發(fā)生故障，這將嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行。而通過使用自動診斷技術(shù)，相關(guān)人員能夠精確分析系統(tǒng)的各項參數(shù)，從而確定了故障類型，為維修工作提供了有力支持。維修人員還可以通過故障診斷技術(shù)詳細(xì)地記錄系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，為維護(hù)管理工作的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

（九）計算機(jī)集成系統(tǒng)的應(yīng)用

計算機(jī)集成制造系統(tǒng)將虛擬技術(shù)、先進(jìn)的制造方法和快速制造技術(shù)完美地結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)了機(jī)械和電子技術(shù)的完美整合。計算機(jī)集成系統(tǒng)在汽車制造中的應(yīng)用尤為普遍，可以大幅提高制造效率。例如工作人員可以采用虛擬技術(shù)制造汽車零部件，還可以利用原材料制作出精確的產(chǎn)品模型。虛擬技術(shù)可以有效解決汽車在生產(chǎn)過程中的各種問題，例如提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化零部件配置，從而最大限度地減少生產(chǎn)成本，減輕了汽車制造企業(yè)的負(fù)擔(dān)。

計算機(jī)集成系統(tǒng)的Agile技術(shù)是一種利用IT和先進(jìn)制造技術(shù)來應(yīng)對市場變化的方法。它通過將數(shù)據(jù)集成到一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)了分布式的制造流程，并創(chuàng)建了一個虛擬的生產(chǎn)環(huán)境。Agile遵循合作共贏的原則，能夠篩選出符合條件的成員，以盡可能地滿足客戶對機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的需求。計算機(jī)集成系統(tǒng)的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以為各行業(yè)的生產(chǎn)制造活動提供支持，還可以實現(xiàn)信息的有效整合和系統(tǒng)的高效協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面自動化。即便系統(tǒng)在機(jī)械的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障，計算機(jī)集成系統(tǒng)也能夠自動識別和處理，大幅降低了人力成本，為企業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。

四、結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、系統(tǒng)的智能化以及更加便捷的交互，將大幅降低智能制造的門檻、拓展智能制造的應(yīng)用范圍，并大幅提升生產(chǎn)設(shè)備的檢測與維護(hù)水準(zhǔn)。隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今智能制造業(yè)的核心，不僅可以提升生產(chǎn)效率，還可以改善產(chǎn)品質(zhì)量、提升服務(wù)水平，為社會帶來更多的福祉。因此各企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識到該技術(shù)的重要性，并進(jìn)行靈活地運(yùn)用，以促進(jìn)我國智能制造的可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊萬瓊. 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J]. 機(jī)電元件，2022，42（04）：39-40+61.

[2] 隋國華. 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2022（13）：114-116.

[3] 羅千. 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2022，35（03）：91-93.