時(shí)間：2024-04-09 15:34:38
緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇機(jī)電一體化市場(chǎng)前景，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
作者結(jié)合職業(yè)教育思想和機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的技能培養(yǎng)情況，對(duì)社會(huì)市場(chǎng)以及企業(yè)進(jìn)行了人才需求情況的調(diào)研。通過(guò)對(duì)調(diào)研結(jié)果的分析得到了目前機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生人才需求及對(duì)企業(yè)學(xué)生職業(yè)能力的要求情況，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)提供有力證據(jù)。
關(guān)鍵詞
職業(yè)教育；機(jī)電一體化；人才需求
機(jī)電一體化技術(shù)知識(shí)面寬，應(yīng)用廣泛，學(xué)生畢業(yè)后能夠從事的工作領(lǐng)域廣，為了及時(shí)了解區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，掌握機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的崗位群、工作任務(wù)和企業(yè)需求情況，把握本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向，確定人才培養(yǎng)目標(biāo)，找準(zhǔn)人才培養(yǎng)的定位，合理制定人才培養(yǎng)方案和課程內(nèi)容，真正體現(xiàn)就業(yè)導(dǎo)向、能力本位的辦學(xué)方針，特對(duì)揚(yáng)州及周邊地區(qū)的人才需求進(jìn)行調(diào)研分析。
1專(zhuān)業(yè)設(shè)置的區(qū)域與行業(yè)背景
目前揚(yáng)州正提高先進(jìn)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力、發(fā)展以汽車(chē)、食品機(jī)械、智能交通、化工機(jī)械、傳動(dòng)關(guān)鍵零部件等專(zhuān)業(yè)和成套設(shè)備為重點(diǎn)的裝備型制造業(yè)。制造業(yè)的不斷發(fā)展推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的前進(jìn)步伐并且使得機(jī)電一體化產(chǎn)品在市場(chǎng)上不斷更新，因此與機(jī)電一體化相關(guān)的教育業(yè)和服務(wù)業(yè)也在不斷改革和發(fā)展。機(jī)械、汽車(chē)、化工、船舶、新能源新光源等五大千億產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增幅全年均保持11%以上。上海大眾就是一個(gè)典型事例：新增10萬(wàn)輛車(chē)、尤妮佳二期、江淮10萬(wàn)輛皮卡等一批重大項(xiàng)目開(kāi)工、投產(chǎn)。清華揚(yáng)州智能裝備科技園、東大科技園、揚(yáng)大科技園開(kāi)園運(yùn)行，促進(jìn)機(jī)電行業(yè)深度發(fā)展。
2015年，揚(yáng)州全年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值3625億元，增長(zhǎng)11%。公共財(cái)政預(yù)算收入295.19億元，增長(zhǎng)13.9%，增幅列全省第二；其中稅收收入242.22億元，增長(zhǎng)13.9%。城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入30380元，增長(zhǎng)10%；農(nóng)村常住居民人均可支配收入15255元，增長(zhǎng)11%。產(chǎn)業(yè)層次提高效果非常之明顯，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占規(guī)模以上工業(yè)產(chǎn)值的比重達(dá)到40%以上；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)明顯調(diào)整優(yōu)化，而且建立健全有區(qū)域特色的機(jī)電類(lèi)的自主創(chuàng)新體系，增加科技、人力、知識(shí)等重要環(huán)節(jié)的投入，成立以服務(wù)中小企業(yè)為宗旨、市場(chǎng)為導(dǎo)向、應(yīng)用技術(shù)研發(fā)為重點(diǎn)的揚(yáng)州產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院。“科教合作新”計(jì)劃深入推進(jìn)，簽訂校企產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議496項(xiàng)，新引進(jìn)高校院所或知名企業(yè)研發(fā)中心、創(chuàng)新中心54家。
機(jī)電一體化技術(shù)水平的提高，對(duì)推動(dòng)“長(zhǎng)三角”及揚(yáng)州地區(qū)經(jīng)濟(jì)繁榮，對(duì)五大千億產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，對(duì)向高端發(fā)展、向研發(fā)設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售服務(wù)兩端延伸、提高產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力等方面具有十分重要的意義，機(jī)電一體化技術(shù)人才的質(zhì)量和數(shù)量更是揚(yáng)州區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)、行業(yè)企業(yè)發(fā)展的重要保證。行業(yè)和區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)和發(fā)展提供了良好的契機(jī)。
2人才需求分析
通過(guò)對(duì)上海大眾儀征分公司、南京汽車(chē)集團(tuán)有限公司、揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)、牧羊集團(tuán)、江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司等揚(yáng)州及周邊城市的30家企業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)隨著石油化工、汽車(chē)、現(xiàn)代裝備制造業(yè)三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程度不斷提高，新型機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)流水線占據(jù)企業(yè)設(shè)備的絕大部分，傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備只占很小的比例；進(jìn)口設(shè)備比例大，國(guó)產(chǎn)設(shè)備比例小；高端技能型的機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)門(mén)人才的需求在不斷擴(kuò)大。機(jī)械技術(shù)與電氣技術(shù)已經(jīng)變的密不可分，從而機(jī)電行業(yè)對(duì)人才的市場(chǎng)需求量也發(fā)生了很大的變化，許多企業(yè)一方面為了提高生產(chǎn)的高效性從而精簡(jiǎn)缺乏專(zhuān)業(yè)技能的員工，然而在另一方面又非常需要大量的專(zhuān)業(yè)的技術(shù)型員工。總體上看來(lái)，從事機(jī)電行業(yè)的人員數(shù)量非但沒(méi)有明顯的上升，反而在一定的時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)出了下降的趨勢(shì)。與之相對(duì)應(yīng)的情況就變成了，機(jī)電行業(yè)對(duì)從業(yè)人員的技能要求更高了，從以前單純的“懂機(jī)”或“懂電”，向既“懂機(jī)”又“懂電”的方向發(fā)展。因此，與工業(yè)發(fā)展速度不相適應(yīng)的高素質(zhì)的技能型人才在市場(chǎng)上極為短缺，主要表現(xiàn)為以下幾方面：
（1）機(jī)電一體化技術(shù)在制造行業(yè)生產(chǎn)及管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀。隨著企業(yè)技術(shù)和設(shè)備的不斷引進(jìn)、嫁接以及改造的完成，機(jī)電一體化技術(shù)十分廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，成為現(xiàn)代設(shè)備制造和生產(chǎn)過(guò)程控制中不可缺少的部分。機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用從簡(jiǎn)單的數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、機(jī)械加工中心以及機(jī)械手發(fā)展到現(xiàn)在的智能機(jī)器人、無(wú)人生產(chǎn)車(chē)間和將設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售、管理集于一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。機(jī)電一體化的產(chǎn)品涉及工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、人民生活、醫(yī)療衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域，如集成電路自動(dòng)生產(chǎn)線、激光切割設(shè)備、印刷設(shè)備、家用電器、汽車(chē)電子化、微型機(jī)械、飛機(jī)、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)儀器、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。
（2）企業(yè)對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)人才需求狀況。對(duì)揚(yáng)州及周邊地區(qū)的一些企業(yè)的用人情況作了調(diào)研，從收集的數(shù)據(jù)分析來(lái)看，受調(diào)研的企業(yè)只是全市機(jī)電類(lèi)企業(yè)的一小部分，但有的企業(yè)在規(guī)模、技術(shù)力量、產(chǎn)品類(lèi)型和質(zhì)量、人才構(gòu)成等一些基本狀況具有一定的代表性。從數(shù)據(jù)的分析中可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床操作仍占較多的份額，而一些機(jī)加工的市場(chǎng)需求仍在加大，尤其是對(duì)熟練機(jī)加工人員需求很迫切。自動(dòng)化生產(chǎn)線的維護(hù)人員的需求也逐漸出現(xiàn)了上升傾向。另外，對(duì)懂得機(jī)電知識(shí)并且能從事機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)的人員也有大量的需求。生產(chǎn)線的操作工的需求卻在下降，大大小于前兩年。企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量更高的追求，使得越來(lái)越多的企業(yè)更專(zhuān)注于員工的質(zhì)量，很多機(jī)電企業(yè)用人時(shí)，不僅全面考察其專(zhuān)業(yè)教育的背景，而且更關(guān)注人的社交能力和非智力素質(zhì)，善于與別人交流，明確正確的價(jià)值觀，樹(shù)立敬業(yè)精神，培養(yǎng)吃苦精神，有紀(jì)律性，有責(zé)任心，并且擁有良好的工作態(tài)度。
（3）高職層次機(jī)電人才需求量。在傳統(tǒng)行業(yè)中，高新技術(shù)行業(yè)已經(jīng)逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的革命漸漸開(kāi)始，然而機(jī)電一體化技術(shù)確是在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)革命中產(chǎn)生的一種新的科學(xué)新興領(lǐng)域。目前應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品具有強(qiáng)大先進(jìn)的功能，在精度、速度、動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)下，并提高了自動(dòng)化程度，具有柔性化、智能化、信息化等特點(diǎn)，同時(shí)向先進(jìn)的控制管理過(guò)渡，如自適應(yīng)控制、自組織、資管理等模式，最終向智能化發(fā)展。當(dāng)今，數(shù)控編程及操作人員有著大量的市場(chǎng)前景，所以近幾年來(lái)，高職院校的機(jī)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生在市場(chǎng)上更是供不應(yīng)求，就業(yè)前景可謂是一片光明。在未來(lái)的幾年甚至十幾年內(nèi)，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)機(jī)電一體化人員的需求量是有增無(wú)減。目前省內(nèi)高等技術(shù)工人嚴(yán)重緊缺，而且中年人較多，制造業(yè)工人中具備高等技術(shù)資格的人員不多。這都是我們的優(yōu)勢(shì)所在。
調(diào)查顯示，針對(duì)目前在職的機(jī)電技術(shù)人才的現(xiàn)狀，大部分單位對(duì)此的滿意度很低，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是部分專(zhuān)業(yè)人才具有較高的學(xué)歷層次，理論知識(shí)扎實(shí)，但是動(dòng)手能力和工作實(shí)際能力較弱，在工作后通常需要職業(yè)培訓(xùn)；另一個(gè)方面是有經(jīng)驗(yàn)的老技術(shù)人員的發(fā)展滯后于現(xiàn)代技術(shù)的革新，在新技術(shù)面前無(wú)所適從。絕大部分的企業(yè)表示對(duì)技能型機(jī)電人才的渴望。同時(shí)，在江蘇省機(jī)電一體化維修行業(yè)的從業(yè)人員，具有高級(jí)技術(shù)水平的技術(shù)人員的所占比重很低，因此廠家不得花重金邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外機(jī)電專(zhuān)業(yè)人員來(lái)服務(wù)，但是還不能滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需求本地區(qū)人才市場(chǎng)的這種巨大需求，為機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)的設(shè)置提供了重要依據(jù)，為專(zhuān)業(yè)的發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力，為畢業(yè)生的就業(yè)提供了廣闊的空間。
3對(duì)人才培養(yǎng)方案的建議
（1）對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的建議。調(diào)查結(jié)果顯示，企業(yè)看重的不僅是學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能的掌握程度，更加看重的是工作、學(xué)習(xí)態(tài)度還有團(tuán)隊(duì)精神和溝通能力，因此對(duì)于機(jī)電專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的建議是：課程的理論知識(shí)不要太深，但應(yīng)具有一定的高度和寬度，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。
（2）對(duì)課程設(shè)置的建議。在整個(gè)教學(xué)課程體系中，以專(zhuān)業(yè)技能為主要教學(xué)目標(biāo)，每個(gè)目標(biāo)徹底改變?cè)械慕逃虒W(xué)體系。以教學(xué)目標(biāo)為中心，配備多個(gè)技能模塊。專(zhuān)業(yè)課程種類(lèi)與課時(shí)的合理搭配。就本專(zhuān)業(yè)而言，由于學(xué)生主要從事的是機(jī)電設(shè)備的安裝、維護(hù)與維修等方面，所以在技能訓(xùn)練的課程應(yīng)有一定的高度和寬度，而在必備技能方面需要達(dá)到應(yīng)有的職業(yè)資格等級(jí)工的基本要求。
（3）對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)施配置的建議。為了達(dá)到專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐教學(xué)在時(shí)間、場(chǎng)所、教師上的統(tǒng)一，充分利用已建國(guó)家級(jí)電氣自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)基地和電氣工程實(shí)訓(xùn)中心，最高限度地建設(shè)與生產(chǎn)實(shí)際條件相吻合的實(shí)習(xí)環(huán)境，對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)特別加強(qiáng)液壓與氣動(dòng)、電氣設(shè)備維修、PLC、機(jī)電一體化設(shè)備調(diào)試、鉗工工場(chǎng)、機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)室等校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，并在校外加強(qiáng)機(jī)電類(lèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)。
4結(jié)論
在未來(lái)發(fā)展和發(fā)揚(yáng)有特色的機(jī)電專(zhuān)業(yè)是重中之重，這就需要我們要做好十分充分的社會(huì)調(diào)查，并結(jié)合現(xiàn)代化科技的發(fā)展對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求，找到適合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)發(fā)展的定位目標(biāo)，全方面提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和職業(yè)能力。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭峰.機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才需求調(diào)查與分析[J].科技信息,2011(21).
[2]王敏.高職機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究[J].價(jià)值工程,2013.32(11):251-252.
[3]張剛,張曉東.機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的探討[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2015.15(3):67-69.
[4]呂棟騰.高職機(jī)電專(zhuān)業(yè)崗位能力分析研究[J].機(jī)械職業(yè)教育,2013(3):54-55.
(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化 帶來(lái)勃勃生機(jī);3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的冗余度,有較強(qiáng)的柔性,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計(jì)成自律分配系統(tǒng)。在自律分配系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)具有本身的自律性,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體行動(dòng)是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品全息特征越來(lái)越明顯,智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡(jiǎn)單的從上到下的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.生物一軟件化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于靜態(tài)時(shí)不穩(wěn)定,但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物:當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí),生物便死亡,而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí),生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體,但如何使這些新型機(jī)體具有活的生命還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為生物——軟件或生物系統(tǒng),而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割。看來(lái),機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。
5.微型機(jī)電化——微型化。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí),就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以融合,機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類(lèi)。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad/cam系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
四、北京發(fā)展機(jī)電一體化而臨的形勢(shì)和任務(wù)機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步;二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京機(jī)電一體化工作面臨的形勢(shì)1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中,有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造;在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中,大約有15%需進(jìn)一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造;且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)cad應(yīng)用還有較大差距。目前,北京工業(yè)品設(shè)計(jì),cad應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%;國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%);cad的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)cad應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出,八五期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%,中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%;到九五時(shí),按國(guó)務(wù)委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦,尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù),占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市,1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此,北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重,而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場(chǎng)占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種,每年約開(kāi)發(fā)試制新產(chǎn)品3000種,更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要,影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1993年,北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種,在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中:機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種,機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng);儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種,機(jī)電一體化產(chǎn)品210種,機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%;輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種,機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種,機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%;汽車(chē)工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車(chē)的總成本為3.5萬(wàn)元,每輛汽車(chē)平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元,不是總成本的1%;與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn);與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。
3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重,且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題,有企業(yè)的故土難離死守故業(yè)問(wèn)題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機(jī)電一體化,開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革,而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí),可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液,帶來(lái)新的活力,把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái),實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外,從市場(chǎng)需求的角度看,由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng),差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進(jìn)口量都比較大,因此亟需發(fā)展。
(二)北京機(jī)電一體化工作的任務(wù)北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);另一句話是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品,促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。
1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)(1)大力采用模糊技術(shù),工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階國(guó)內(nèi)外成功的范例表明,應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和pid技術(shù)好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù),到2000年,對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢,其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù),機(jī)床高備改造要達(dá)新水平對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能,到1995年,北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上,到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù),風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年,應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%;到本世紀(jì)末,北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍;采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用cad/cam技術(shù),工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業(yè)系統(tǒng)cad的應(yīng)用率為17%,cad的覆蓋率為11%,到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%,本世紀(jì)末,要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的奮斗目標(biāo)(1)總體目標(biāo):到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種,2000年,應(yīng)不少于2000種,機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項(xiàng)目標(biāo):
?機(jī)床數(shù)控化率:1995年,產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%,產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%;2000年,分別達(dá)12%和40%。
?汽車(chē)電子化程度:1995年,平均每輛汽車(chē)上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元,在整車(chē)成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%。
自電子技術(shù)一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來(lái)勃勃生機(jī);
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)
1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強(qiáng)的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯,智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定,但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物:當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí),生物便“死亡”,而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí),生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體,但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”,而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割。看來(lái),機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。
5.微型機(jī)電化——微型化。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí),就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”,機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品
機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類(lèi)。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
? 四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)
機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步;二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中,有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造;在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中,大約有15%需進(jìn)一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造;且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前,北京工業(yè)品設(shè)計(jì),CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%;國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%);CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出,“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%,中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%;到“九五”時(shí),按國(guó)務(wù)委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦,尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù),占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市,1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此,北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重,而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場(chǎng)占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種,每年約開(kāi)發(fā)試制新產(chǎn)品3000種,更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要,影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1993年,北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種,在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中:機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種,機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng);儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種,機(jī)電一體化產(chǎn)品210種,機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%;輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種,機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種,機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%;汽車(chē)工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車(chē)的總成本為3.5萬(wàn)元,每輛汽車(chē)平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元,不是總成本的1%;與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn);與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。
3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重,且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題,有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機(jī)電一體化,開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整
、改革,而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí),可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液,帶來(lái)新的活力,把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái),實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。 另外,從市場(chǎng)需求的角度看,由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng),差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進(jìn)口量都比較大,因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)
北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);另一句話是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品,促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。
1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)
(1)大力采用模糊技術(shù),工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階
國(guó)內(nèi)外成功的范例表明,應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù),到2000年,對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢,其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù),機(jī)床高備改造要達(dá)新水平
對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能,到1995年,北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上,到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù),風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度
風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年,應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%;到本世紀(jì)末,北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍;采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD/CAM技術(shù),工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%,本世紀(jì)末,要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo):到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種,2000年,應(yīng)不少于2000種,機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項(xiàng)目標(biāo):
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢(shì)
自電子技術(shù)一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''''''''帶來(lái)勃勃生機(jī);
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)
1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。
5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品
機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類(lèi)。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)
機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%)；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦，尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種，每年約開(kāi)發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車(chē)工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車(chē)的總成本為3.5萬(wàn)元，每輛汽車(chē)平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。
3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)
北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。
1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)
(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階
國(guó)內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平
對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度
風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項(xiàng)目標(biāo)：
·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。
·汽車(chē)電子化程度：1995年，平均每輛汽車(chē)上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車(chē)成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
·PLC的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開(kāi)發(fā)能力要穩(wěn)居全國(guó)首位；“九五”北京要成為全國(guó)主要的PLC生產(chǎn)基地之一。
·“電力電子”開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開(kāi)發(fā)技術(shù)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開(kāi)關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
·模糊控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國(guó)模糊技術(shù)控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)基地，開(kāi)發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來(lái)；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。
·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國(guó)第一；電子醫(yī)療儀器的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)爭(zhēng)取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國(guó)領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來(lái)；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……
總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開(kāi)啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門(mén)的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷(xiāo)售額超過(guò)200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷(xiāo)售額可超過(guò)150億元；“電力電子”的銷(xiāo)售額可超過(guò)20億元；PLC模糊控制器等銷(xiāo)售額可超過(guò)15億元；汽車(chē)電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷(xiāo)售額可超過(guò)25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策
(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃
目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門(mén)的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開(kāi)發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車(chē)!
(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用
目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門(mén)”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè)；要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過(guò)宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開(kāi)綠燈；盡力為開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。
在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專(zhuān)項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”
機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來(lái)的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。
我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：
抓緊開(kāi)發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；
抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢(shì)
自電子技術(shù)一問(wèn)世，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了，只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路，尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后，"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展，引起了人們的廣泛注意.
(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來(lái)勃勃生機(jī);
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)
1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。
5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品
機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類(lèi)。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)
機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%)；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦，尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種，每年約開(kāi)發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車(chē)工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車(chē)的總成本為3.5萬(wàn)元，每輛汽車(chē)平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。
3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)
北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。轉(zhuǎn)貼于
1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)
(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階
國(guó)內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平
對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度
風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項(xiàng)目標(biāo)：
·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。
·汽車(chē)電子化程度：1995年，平均每輛汽車(chē)上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車(chē)成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
·PLC的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開(kāi)發(fā)能力要穩(wěn)居全國(guó)首位；“九五”北京要成為全國(guó)主要的PLC生產(chǎn)基地之一。
·“電力電子”開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開(kāi)發(fā)技術(shù)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開(kāi)關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
·模糊控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國(guó)模糊技術(shù)控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)基地，開(kāi)發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來(lái)；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。
·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國(guó)第一；電子醫(yī)療儀器的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)爭(zhēng)取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國(guó)領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來(lái)；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……
總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開(kāi)啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門(mén)的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷(xiāo)售額超過(guò)200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷(xiāo)售額可超過(guò)150億元；“電力電子”的銷(xiāo)售額可超過(guò)20億元；PLC模糊控制器等銷(xiāo)售額可超過(guò)15億元；汽車(chē)電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷(xiāo)售額可超過(guò)25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。轉(zhuǎn)貼于
五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策
(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃
目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門(mén)的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開(kāi)發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車(chē)!
(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用
目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門(mén)”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè)；要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過(guò)宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開(kāi)綠燈；盡力為開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。
在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專(zhuān)項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”
機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍 ，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來(lái)的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。
我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：
抓緊開(kāi)發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；
抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢(shì)
自電子技術(shù)一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''''''''帶來(lái)勃勃生機(jī);
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)
1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。
5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品
機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類(lèi)。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)
機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度轉(zhuǎn)(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%)；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦，尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種，每年約開(kāi)發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車(chē)工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車(chē)的總成本為3.5萬(wàn)元，每輛汽車(chē)平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。
3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)
北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)
(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階
國(guó)內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平
對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度
風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項(xiàng)目標(biāo)：
·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。
·汽車(chē)電子化程度：1995年，平均每輛汽車(chē)上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車(chē)成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
·PLC的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開(kāi)發(fā)能力要穩(wěn)居全國(guó)首位；“九五”北京要成為全國(guó)主要的PLC生產(chǎn)基地之一。
·“電力電子”開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開(kāi)發(fā)技術(shù)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開(kāi)關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
·模糊控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國(guó)模糊技術(shù)控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)基地，開(kāi)發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來(lái)；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。
·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國(guó)第一；電子醫(yī)療儀器的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)爭(zhēng)取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國(guó)領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來(lái)；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……
總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開(kāi)啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門(mén)的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷(xiāo)售額超過(guò)200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷(xiāo)售額可超過(guò)150億元；“電力電子”的銷(xiāo)售額可超過(guò)20億元；PLC模糊控制器等銷(xiāo)售額可超過(guò)15億元；汽車(chē)電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷(xiāo)售額可超過(guò)25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策
(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃
目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門(mén)的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開(kāi)發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車(chē)!
(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用
目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門(mén)”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè)；要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過(guò)宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開(kāi)綠燈；盡力為開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。
在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專(zhuān)項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”
機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來(lái)的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。
我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：
抓緊開(kāi)發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；
抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；
關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制技術(shù) 一體化設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（a）-0224-02
我國(guó)經(jīng)濟(jì)形式在不斷改革的新局勢(shì)下，國(guó)民生產(chǎn)力及其相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)也得到了發(fā)展，因此，生產(chǎn)制造領(lǐng)域的規(guī)模也隨之不斷地?cái)U(kuò)大，這樣以來(lái)自動(dòng)化控制技術(shù)就得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)自動(dòng)化控制技術(shù)也是當(dāng)今人類(lèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用程度很高，有很廣闊的市場(chǎng)前景，基于此自動(dòng)化技術(shù)愈來(lái)愈受到人們的重視。
1 機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的概述
1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)
機(jī)電控制系統(tǒng)是指沒(méi)有人為的因素，只是憑借一些設(shè)定好的程序代碼，讓各個(gè)部位的機(jī)器順利運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)來(lái)講，整個(gè)系統(tǒng)中最重要的就是控制，主要包括控制形式及控制的作用。從機(jī)電控制系統(tǒng)的技術(shù)層面來(lái)講，機(jī)電控制系統(tǒng)的技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)、微電子等先進(jìn)技術(shù)[1]。總而言之，在整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)中涉及著許多先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)把這些技術(shù)有效地結(jié)合在一起，最后構(gòu)成了一套完整的機(jī)電控制系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)電系統(tǒng)工作時(shí)，主要依靠遠(yuǎn)程遙控來(lái)進(jìn)行操作，操作人員只是利用計(jì)算機(jī)，在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控即可。
1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)
自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是依靠操作遠(yuǎn)程控制器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，系統(tǒng)整個(gè)工作形式是按照事先設(shè)置好的程序來(lái)運(yùn)行。自動(dòng)控制的主要形式可以分為系統(tǒng)的速度控制、自我診斷、系統(tǒng)校正等，對(duì)于整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)講，自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)比較完善的應(yīng)用系統(tǒng)，目前在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域受到了人們的廣泛關(guān)注。因?yàn)樗梢杂行У匕迅鱾€(gè)子系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)，完成設(shè)定的工作任務(wù)，這也是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的主要技術(shù)。自動(dòng)控制系統(tǒng)這一理論主要是由傳統(tǒng)控制理論和現(xiàn)代控制理論相互結(jié)合而產(chǎn)生的新理論。傳統(tǒng)控制理論主要是利用數(shù)學(xué)工具，計(jì)算傳遞函數(shù)，利用相關(guān)數(shù)據(jù)分析研究變量的線性變化。這些也在控制系統(tǒng)中得以體現(xiàn)。而現(xiàn)代控制理論主要是以線性代數(shù)為數(shù)學(xué)工具，并在傳統(tǒng)的線性代數(shù)基礎(chǔ)上發(fā)生了一系列變化，首先線性代數(shù)主要是以矩陣及集合作為分析數(shù)據(jù)的依據(jù)，其次求解的狀態(tài)方程會(huì)在矩陣中表示出來(lái)，再構(gòu)建相關(guān)的數(shù)據(jù)模型即可。現(xiàn)代控制理論的主要優(yōu)點(diǎn)是可以尋找出最優(yōu)的控制系統(tǒng)、適應(yīng)控制及隨機(jī)控制，控制目的也比較明確。
2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)構(gòu)想
我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在世界機(jī)械市場(chǎng)占據(jù)著巨大的份額，基于此，我國(guó)機(jī)械制造效率將面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。隨著一體化制造理念的產(chǎn)生，機(jī)械制造業(yè)隨之也發(fā)生了重大的變革，利用機(jī)電一體化可以提高機(jī)械制造效率。所謂的機(jī)電一體化，最早是由日本人提出的，隨后日本人以機(jī)電一體化為理論基礎(chǔ)，研究制造出了功能一體化的機(jī)械設(shè)備，最具有代表性的一體化設(shè)備就是把軟件、電子和裝卸有效地聯(lián)合起來(lái)，這樣以來(lái)將會(huì)使得機(jī)電設(shè)備的功能更加強(qiáng)大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這個(gè)新理念也逐漸被各國(guó)科學(xué)家所認(rèn)可，同時(shí)在此基礎(chǔ)上還對(duì)這一理念作出了合理的改進(jìn)，隨后就形成了現(xiàn)在的機(jī)電一體化系統(tǒng)。科技工作者對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行的邏輯分析，他們表示目前機(jī)電一體化系統(tǒng)具有智能化板塊、模塊化等基本功能，以這些基本功能為根本，隨后再融入一些機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，這樣以來(lái)就可以優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)，使得整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)變得更科學(xué)、更人性化。在建立機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，工作人員先要對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，隨后按照相關(guān)的技術(shù)分析得出其方案的優(yōu)缺點(diǎn)，再通過(guò)各種方案之間的對(duì)比選取一個(gè)比較合理的方案，確定方案之后還需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)際應(yīng)用，不斷完善所選的方案，最后才使用此方案。所建立的新系統(tǒng)能不能滿足工作需求，這還要看這個(gè)系統(tǒng)是不是實(shí)現(xiàn)了具體的目標(biāo)，如果沒(méi)有完成設(shè)定的具體目標(biāo)那么這個(gè)系統(tǒng)還需要完善[2]。
3 機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想
目前，我國(guó)的產(chǎn)生模式不斷地進(jìn)行改革，政府部門(mén)開(kāi)始重視科技創(chuàng)新的發(fā)展，機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想也被人們廣泛應(yīng)用到綠色化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化的新興產(chǎn)業(yè)之中，從而代表著“中國(guó)創(chuàng)造”的機(jī)電一體化系統(tǒng)正在制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
3.2 設(shè)計(jì)方案
機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)根本就是設(shè)計(jì)方案，制定一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)方案是一項(xiàng)非常困難的事情。其方案的制定人員需要過(guò)硬的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)還需要豐富的工作經(jīng)驗(yàn)并且還要對(duì)機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)都要有一定的了解。
3.3 機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)
（1）機(jī)械技術(shù)。由于機(jī)電一體化技術(shù)主要是以機(jī)械基礎(chǔ)為根本點(diǎn)，主要是根據(jù)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展而做改進(jìn)，因此，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域受到了工作人員的青睞。機(jī)電產(chǎn)品的許多功能都是由機(jī)械技術(shù)所決定，并且與電子技術(shù)相結(jié)合，從而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展[3]。在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局下，隨著生產(chǎn)水平的不斷提升，對(duì)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)機(jī)電一體化領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行不斷地探索，我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展水平得到了快速的提升。（2）對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來(lái)講。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)主要是對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析。主要是使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成信息的交換及其數(shù)據(jù)分析運(yùn)算。
3.4 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法
（1）取代法是一種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者們經(jīng)常把電子線路取代為機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)，這是一種機(jī)械電子化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。比如：機(jī)械式調(diào)速機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)就可以用編程控制器或者微型計(jì)算機(jī)來(lái)代替，還可以替代液壓控制系統(tǒng)、氣動(dòng)，也可以大體插銷(xiāo)板、撥碼盤(pán)、步進(jìn)開(kāi)關(guān)、時(shí)間繼電器等控制器。這樣不但可以使得整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，同時(shí)還可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量。按照這種方法所設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，這種設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，可是依舊擺脫不了原產(chǎn)品的缺點(diǎn)，不利于產(chǎn)品的創(chuàng)新。（2）整體法。整體法可以讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品具有不錯(cuò)的性價(jià)比，以便工作人員開(kāi)發(fā)出更新的產(chǎn)品。當(dāng)設(shè)計(jì)者利用整體法設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，首先要把機(jī)械部分和電氣部結(jié)合在一起，隨后從整體上對(duì)改產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如：在電液比例控制系統(tǒng)中，比例電磁鐵和液壓控制閥組成一體化比例閥；當(dāng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，定子繞組放置在機(jī)床導(dǎo)軌中這些都是采用了整體設(shè)計(jì)法。（3）組合法。這種方法主要是把產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)功能組合成為機(jī)電一體系統(tǒng)。比如：當(dāng)把車(chē)床改造為數(shù)控車(chē)床時(shí)，首先購(gòu)買(mǎi)一套車(chē)床數(shù)據(jù)設(shè)備、一套伺服動(dòng)力系統(tǒng)、一整套位移測(cè)量設(shè)備及其主軸電機(jī)相配合變頻設(shè)備，利用這些設(shè)備就可以改造出一臺(tái)具備自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)給進(jìn)，同時(shí)還可以完成多種切削的數(shù)控機(jī)床。利用組合法建立機(jī)電一體化，不僅周期很短、質(zhì)量安全可靠、成本也比較低，而且還便于維修、容易生產(chǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是由電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種科學(xué)手段相結(jié)合的一體化系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的誕生有效的促進(jìn)了我國(guó)生產(chǎn)力的發(fā)展。該文主要介紹了機(jī)電控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)要的敘述了機(jī)電一體化這個(gè)新概念，并以這些為基礎(chǔ)簡(jiǎn)要分析了三種機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)由電子系統(tǒng)代替，這樣以來(lái)完全實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化、功能及模塊的相互結(jié)合，有效的提升了我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展水平。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；數(shù)控技術(shù)；煤礦機(jī)械；應(yīng)用
前言
我國(guó)國(guó)土面積遼闊，煤炭資源分布較為廣泛，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們生活提供了極大的支持。但隨著時(shí)代的變遷和發(fā)展，煤炭資源開(kāi)采難度增加，以往開(kāi)采方式存在明顯的滯后性，開(kāi)采精度較低。而機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，能夠?yàn)槊旱V機(jī)械提供加工服務(wù)，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工作環(huán)境，且能夠緩解工人工作強(qiáng)度和壓力，提高煤礦生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化水平。
1機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)概述
機(jī)電一體化屬于電子機(jī)械工程學(xué)范疇之內(nèi)，涉及自動(dòng)控制、機(jī)械技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)是多個(gè)學(xué)科交叉和交融的產(chǎn)物。隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)不斷發(fā)展，將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械當(dāng)中，能夠加快機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)程。如微電子技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，故障診斷等。煤礦生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)流程，需要通風(fēng)、提升及供電等多個(gè)環(huán)節(jié)相互配合和影響。當(dāng)前，電子控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)重要位置，且在技術(shù)的支持下，自動(dòng)化水平顯著提升，為煤礦生產(chǎn)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐[1]。煤礦現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)下，不能夠單純的借助簡(jiǎn)單的機(jī)械和液壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)，需要積極引入機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，提高煤礦生產(chǎn)效率，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。
2煤礦機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀
回顧我國(guó)煤礦開(kāi)采機(jī)械化進(jìn)程來(lái)看，機(jī)械化操作起步較晚，但發(fā)展快，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。但由于過(guò)程中過(guò)于求快，存在很多不足之處，如缺乏對(duì)設(shè)備的維護(hù)和管理，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命降低，在很大程度上增加了企業(yè)成本。同時(shí)，當(dāng)前煤礦機(jī)械自動(dòng)化、智能化水平較低，究其根本是我國(guó)缺乏對(duì)技術(shù)的深入研究，機(jī)械水平處于較低的水平，尚未實(shí)現(xiàn)精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和運(yùn)行。總體來(lái)看，煤礦機(jī)械對(duì)于新技術(shù)的需求更為迫切，只有不斷引入新技術(shù)和新工藝，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)械化生產(chǎn)的調(diào)整和優(yōu)化，使其保持先進(jìn)性和科學(xué)性，從而促進(jìn)煤礦生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。
3機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用
現(xiàn)如今，針對(duì)煤礦機(jī)械生產(chǎn)來(lái)看，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，且滲透至各個(gè)環(huán)節(jié)。
3.1優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)，提高運(yùn)輸效率
運(yùn)輸系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，隨著煤礦生產(chǎn)效率的提升對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)也提出了更高的要求。將機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)與現(xiàn)有運(yùn)輸系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合到一起，能夠顯著提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，特別是磁通的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)電機(jī)性能的優(yōu)化和處理，最大限度上降低電機(jī)的損耗。現(xiàn)階段，隨著矢量、標(biāo)量控制理論體系的完善，為磁通實(shí)踐應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦運(yùn)輸速度的有效控制。但采取這種方式存在一定局限性，如果處理不當(dāng)，會(huì)影響傳送有效性，且電機(jī)模型參數(shù)在井下環(huán)境中對(duì)于溫度較為敏感。為了解決上述問(wèn)題，可以引入變頻技術(shù)以非正弦波電壓供電方式予以驅(qū)動(dòng)，使其產(chǎn)生很多因諧波勵(lì)磁電流，不利于轉(zhuǎn)子和定子有效運(yùn)行，對(duì)能源構(gòu)成巨大的消耗。針對(duì)上述問(wèn)題，針對(duì)電機(jī)參數(shù)的設(shè)置要考慮其可能對(duì)機(jī)電一體化控制的影響。如在煤礦生產(chǎn)中，對(duì)于其中較為常見(jiàn)的可控軟啟動(dòng)，能夠確保傳輸機(jī)運(yùn)動(dòng)保持平穩(wěn)狀態(tài)，在長(zhǎng)距離井道內(nèi)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸目標(biāo)，將各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效聯(lián)系到一起。另外，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的滲透賦予了運(yùn)輸系統(tǒng)自我修復(fù)功能，能夠針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部存在的問(wèn)題予以修復(fù)，以此來(lái)保障機(jī)械設(shè)備保持較高的穩(wěn)定性和安全性。
3.2強(qiáng)調(diào)針對(duì)性，提高設(shè)備精細(xì)化水平
現(xiàn)如今，面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，煤礦企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)制勝的關(guān)鍵在于管理。精細(xì)化管理作為全新的管理理念，是煤礦企業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然選擇。實(shí)施精細(xì)化管理在提升資金使用效率、設(shè)備質(zhì)量等方面發(fā)揮著積極作用，且能夠?qū)T工思想產(chǎn)生一定程度的影響。機(jī)械設(shè)備是煤礦生產(chǎn)的一部分，其自動(dòng)化、智能化水平直接決定企業(yè)未來(lái)發(fā)展及經(jīng)濟(jì)效益的提升[2]。就機(jī)電設(shè)備選擇角度來(lái)看，企業(yè)多根據(jù)礦井類(lèi)型、作業(yè)情況進(jìn)行針對(duì)性原則，使其能夠?yàn)榈V工工作提供輔助作用。當(dāng)前，企業(yè)存在很多老舊設(shè)備，故企業(yè)要積極引入機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備性能的檢查，及時(shí)更新老舊設(shè)備的同時(shí)，淘汰存在安全隱患的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有機(jī)電設(shè)備精細(xì)化管理，以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建設(shè)備管理系統(tǒng)，從而促進(jìn)煤礦機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展。
3.3加強(qiáng)供電控制，減少能源消耗
煤礦生產(chǎn)中對(duì)于電力能源消耗不容小覷。隨著機(jī)械設(shè)備的廣泛普及和應(yīng)用，電氣設(shè)備功率增加，對(duì)電能需求量也顯著提升，一旦電氣設(shè)備停止運(yùn)行，會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線產(chǎn)生一定程度的影響，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大打折扣。因此為了滿足煤礦生產(chǎn)有序、持續(xù)運(yùn)行，積極引入機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的調(diào)度和管理，為井下電氣設(shè)備提供充足的電力供應(yīng)。
3.4重視安全生產(chǎn)，營(yíng)造安全環(huán)境
安全是煤礦生產(chǎn)的終極目標(biāo)，為了提高煤礦生產(chǎn)安全性，需要引入監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)督和控制，盡早發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并采取切實(shí)可行的措施加以規(guī)避。一般來(lái)說(shuō)，日常生產(chǎn)中所需要的監(jiān)控系統(tǒng)要求較高，務(wù)必要保持系統(tǒng)運(yùn)行通常，保持與人員之間的聯(lián)絡(luò)，才能夠確保人員人身安全。對(duì)此，以數(shù)控技術(shù)為技術(shù)，將其與數(shù)據(jù)庫(kù)有機(jī)整合到一起，并通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)施同步模式，并以專(zhuān)用的通信結(jié)構(gòu)，開(kāi)展監(jiān)督和控制工作，采集煤礦生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的信息。利用專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)信息予以整理和分析，形成分析圖表，直觀、具體呈現(xiàn)出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，加強(qiáng)對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的修復(fù)，為礦工營(yíng)造安全、和諧的工作環(huán)境。還能夠幫助管理人員制定科學(xué)的決策，推進(jìn)煤礦生產(chǎn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。
3.5其他方面
隨著社會(huì)不斷發(fā)展，人們安全需求日益突出。煤礦安全生產(chǎn)中井下支架設(shè)備與數(shù)控技術(shù)的融合，能夠在計(jì)算機(jī)、液壓技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移架、定壓雙向臨架，以此來(lái)避免支架與模板、頂板之間發(fā)生碰撞，提高系統(tǒng)運(yùn)行有效性。不僅如此，數(shù)控技術(shù)在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用也更加普遍，其中電氣部分融合了更多先進(jìn)的技術(shù)，能夠降低設(shè)備故障率。
4未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化設(shè)備在體積、性能等方面具備較為突出的優(yōu)勢(shì)，且設(shè)備內(nèi)部已經(jīng)形成了完善的程序，對(duì)于工人專(zhuān)業(yè)要求并不高，在很大程度上提高了系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化水平。現(xiàn)如今，我國(guó)煤礦事業(yè)發(fā)展前景廣闊，為技術(shù)發(fā)展提供了更多發(fā)展空間，為人員提供便利的同時(shí)，還能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。但凡事具有兩面性，我們?cè)诳隙ㄆ鋬?yōu)勢(shì)的同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)自身缺陷的完善。雖然我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展速度較快，其中忽視了很多細(xì)節(jié)。因此隨著未來(lái)發(fā)展，針對(duì)數(shù)控技術(shù)的調(diào)整，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)方面：一是在現(xiàn)有功能和性能基礎(chǔ)之上挖掘新功能，使得產(chǎn)品能夠滿足生產(chǎn)需求的同時(shí)，給用戶帶來(lái)更高的附加值，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。二是加強(qiáng)技術(shù)投入，研發(fā)新技術(shù)，并引入新型機(jī)電設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。三是加強(qiáng)人員隊(duì)伍建設(shè)，根據(jù)實(shí)際工作需求組織人員參與培訓(xùn)工作，提高人員操作能力，能夠靈活運(yùn)用數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦資源的開(kāi)采。
5結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)上文所述，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)是多項(xiàng)技術(shù)綜合的產(chǎn)物，在實(shí)踐應(yīng)用中能夠發(fā)揮高效的控制效果，為煤礦生產(chǎn)注入更多活力。正因其具備現(xiàn)有技術(shù)無(wú)可取代的優(yōu)勢(shì)，使其擁有非常廣闊的市場(chǎng)前景。因此在實(shí)踐中，煤礦企業(yè)要積極引入機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，立足于當(dāng)前煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀，將其滲透至生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高綜采效果，并確保煤礦安全生產(chǎn)，同時(shí)還要將其與運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)合到一起，優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)，使得煤礦生產(chǎn)各環(huán)節(jié)良好銜接，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)煤礦生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的綜合效益得到充分發(fā)揮。
參考文獻(xiàn)：
[1]李酉杰.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2017，32（03）：155-157.
[2]徐雷.論煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2016，31（07）：127-128.
