摘

要隨著科學技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應用也越來越廣泛。機電一體化技術(shù)是跨學科技術(shù)，其發(fā)展趨勢是光機電一體化、柔性化、智能化、仿生物系統(tǒng)化、微型化。其產(chǎn)品功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實現(xiàn)的。現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。關(guān)鍵詞：電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合目

錄

1.1基本概念...........................................................11.2機電產(chǎn)品的優(yōu)越性...................................................11.3機電產(chǎn)品的分類.....................................................2

3.1機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程...........................................53.2機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向...........................................53.3機電一體化技術(shù)的應用...............................................63.4機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢...........................................73.5典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢.......................................9

4.1缺乏核心技術(shù)......................................................114.2技術(shù)壁壘是新攔路虎................................................114.3升值對出口企業(yè)的影響..............................................124.4缺乏專業(yè)信息平臺..................................................124.5我國技術(shù)法規(guī)體系..................................................12

...第一章

機電一體化的基本概念基本概念機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics后半部分組合而成。機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設(shè)計》的副刊上，隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應用,機電一體化技術(shù)得前所未有的發(fā)展。現(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。機電一體化是在以機械、電子技術(shù)和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學科，而機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計算機技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)同時也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機和信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。機電產(chǎn)品的優(yōu)越性與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性：1.使用安全性和可靠性提高機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。2.生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機床提高5～6

倍。3．使用性能改善機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)1學模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。4.具有復合功能并且適用面廣機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復合技術(shù)和復合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應用范圍大為擴大。5.機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復正常。機電產(chǎn)品的分類機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應用范圍非常廣泛涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域此，機電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類：1.數(shù)控機械類主要產(chǎn)品包括數(shù)控機床、機器人、發(fā)動機控制系統(tǒng)以及全自動洗衣機等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為機械裝置。2.電子設(shè)備類主要產(chǎn)品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置。3.機電結(jié)合類產(chǎn)品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT

掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置和機械裝置的有機結(jié)合。4.電液伺服類主要產(chǎn)品為機電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗機。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為液壓驅(qū)動的機械裝置，控制機構(gòu)是接受電信號的液壓伺服閥。5.信息控制類包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產(chǎn)品的主要特點是2執(zhí)行機構(gòu)的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。3第二章

機電化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點機電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現(xiàn)這種多功能一般需要機電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實現(xiàn)這些功能的各個組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。1．機械系統(tǒng)機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，工及幾。

因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加2.動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。3.傳感與檢測系統(tǒng)傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。4.信息處理及控制系統(tǒng)根據(jù)機電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測系統(tǒng)反饋的信息，并對其進行相應的處理、運算和決策，以對產(chǎn)品的運行施以按照要求的控制，實現(xiàn)控制功能。機電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。5.執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動作，實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)因機電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對象不同而有較大的差異。執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個產(chǎn)品的性能，因而是機電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機電一體化產(chǎn)品的五個組成部分在工作時相互協(xié)調(diào)共同完成所規(guī)定的目的功能結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應的軟件有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。4第三章

機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢機電一體化技術(shù)是面向應用的跨學科的技術(shù)，它是機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更新日新月異。機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的當時及70年代人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合國內(nèi)早期將“機電一體化技術(shù)”與“機械電子學”并用，近年來“機電一體化”更流行使用。80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要外學也進入了機電一體化生了“光機電一體化”的新領(lǐng)域。進入90年代，通信技術(shù)進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、綜合化個性化信息技術(shù)革命不僅深刻地影響著全球的科技經(jīng)濟社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預測，機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：1.光機電一體化方向一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學技術(shù)，利用光學技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。52.柔性化方向未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。3.智能化方向今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。4.仿生物系統(tǒng)化方向今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢但還有一段很漫長的道路要走。5.微型化方向目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要再區(qū)分機械部分和控制器部分了。那時，機械和電子完全可以“融合”機體，執(zhí)行結(jié)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。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向。機電一體化技術(shù)的應用1.在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用傳統(tǒng)機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的，它強調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業(yè)是以信息為主導，采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)其特征是全球化網(wǎng)絡化虛擬化智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造。現(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計算機技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如計算機數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。2.在飲料行業(yè)中的應用機電一體化技術(shù)是當今發(fā)展最快、應用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機械的開發(fā)、設(shè)計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提6高，而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設(shè)備。可以大大改善食品飲料包裝生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國內(nèi)、國際競爭能力。3.在鋼鐵企業(yè)中的應用計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。現(xiàn)場總線技(FBT)現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。交流傳動技術(shù)隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速由于交流傳動的優(yōu)越性電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。分布式控制系(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢1.能化智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰7色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性通用性易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。轉(zhuǎn)網(wǎng)絡化網(wǎng)絡技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。自源化自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。人性化人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說更自然，更接近生活習慣。微型化微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小耗能少運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。8.綠色化

工業(yè)發(fā)達給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。8典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢3.5.1目前我國是全世界機床擁有量最多的國（近320臺數(shù)控機床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)（發(fā)達國家數(shù)控機床占％些年來數(shù)控機床為適應加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。1高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有4000r/min提高到10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的～20m/min提高到48m/min，，，120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；直線電機在機床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。2、高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01～提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。數(shù)控中兩軸以上插補技術(shù)大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到1u的圓度，插補前多程序預讀，大大提高了插補質(zhì)量，并可進行自動拐角處理等。3、復合加工，新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)。5軸5面體復合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)包括6軸虛擬軸機床串并聯(lián)絞鏈機床等，采用特殊機械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運算方式，特殊編程要求。4使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床“如虎添翼”。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達1000m/min，加工鋁件能達5000m/min。5數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機床開動率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網(wǎng)絡制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。9在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備，是當前機電一體化技術(shù)應用的又一具體體現(xiàn)。如：～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線易拉罐自動生產(chǎn)線FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應用了現(xiàn)在電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀80年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。10第四章

我國機電產(chǎn)品概況2009年，我國機電產(chǎn)品出口繼續(xù)穩(wěn)定增長，進出口總額達12004.6億美元，比上年同期增長22.8%，凈增加億美元，占我國外貿(mào)進出口總額的55.2%。盡管我國的機電產(chǎn)品出口保持了快速穩(wěn)定的增長勢頭，但存在的問題卻不容忽視。如出口秩序缺乏有效的約束加工貿(mào)易在我國機電產(chǎn)品出口中比重過大機電產(chǎn)品出口采用粗放型的增長式、缺乏自主出口品牌等。缺乏核心技術(shù)1.核心技術(shù)嚴重依賴進口我國近90%的機電產(chǎn)品出口是通過加工貿(mào)易的方式實現(xiàn)的，而其中75%是外商在華投資企業(yè)進行的，不少加工貿(mào)易出口企業(yè)主要從事組裝加工，對引進技術(shù)的消化吸收工作滯后，開發(fā)和創(chuàng)新能力不足，由此難以實現(xiàn)加工貿(mào)易的落地生根。如電子信息技術(shù)產(chǎn)品是我國機電產(chǎn)品出口的主體，但其核心技術(shù)和關(guān)鍵部件卻要依賴進口。盡管我國政府目前加大了對新興企業(yè)在稅收上的支持，但這并沒有引起一些中小企業(yè)的足夠重視，在資金的投入和對科研人員的重視程度上也與發(fā)達國家相去甚遠，科技創(chuàng)造財富體現(xiàn)的并不明顯。并且，我國政府在對于科學技術(shù)上的投入雖然呈現(xiàn)出強勁的增長勢頭，但這與發(fā)達國家相比仍有很大差距。2.核心技術(shù)是利潤分配的有力法碼企業(yè)核心競爭力很重要的一個表現(xiàn)就是自主知識產(chǎn)權(quán)，沒有核心技術(shù)就沒有靈魂。只有掌握了技術(shù)，才能在行業(yè)內(nèi)贏得更多的主動和尊重，得到更多的機會與利潤。當今國際分工將生產(chǎn)分為高、中、低三個環(huán)節(jié)，跨國公司掌握著產(chǎn)品的高端―技術(shù)環(huán)節(jié)，把中端和低端轉(zhuǎn)移到國外；在利潤的獲得上，高、中、低端的比例大體是：2：1。我國處于中端和低端狀態(tài)，所以只能購買國外的先進技術(shù)，在扣除一定比例的專利費后，企業(yè)的利潤只表現(xiàn)為可憐的加工費，其最積極意義也就是吸收了大量的剩余勞動力。所以，技術(shù)已經(jīng)成為中國企業(yè)發(fā)展的一個關(guān)鍵的關(guān)卡。沒有技術(shù)，所謂的“制造大國”僅僅是一個“加工大國”，更是一個“利潤小國”，而這也為國民經(jīng)濟發(fā)展的合理布局埋下了不穩(wěn)定因素。技術(shù)壁壘是新攔路虎1.大量的綠色壁壘的出現(xiàn)，使中國企業(yè)短期內(nèi)捉襟見肘，無法自由加入到傳統(tǒng)的機電消費大國中去。2006813日，歐盟《關(guān)于報廢電子電氣設(shè)備指令簡稱WEEK指令）已經(jīng)正式實行，向歐盟出口各類機電產(chǎn)品的中國生產(chǎn)企業(yè)都將額外承擔高額的電子垃圾處理費用。2006年7月1日另一項涉及機電產(chǎn)品原材料中有害物質(zhì)限定的指《關(guān)于在電子電氣設(shè)11備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令ROHS指令也將實施。歐盟這兩項指令涵蓋產(chǎn)品十分廣泛，它們的實施將直接導致我國出口歐盟的機電產(chǎn)品價格上漲，這無疑又給中國企業(yè)向歐盟出口的電氣電子產(chǎn)品增加了一項不小的成本，使我國產(chǎn)品競爭力下降，抑制了我國同類機電產(chǎn)品出口增長。更嚴重的是，如果這些措施被美國和日本等國家采納，將使我國機電產(chǎn)品出口面臨更為嚴峻的挑戰(zhàn)。2.意識并沒有真正的走進到企業(yè)家的實踐之中對“綠色經(jīng)濟”的渴望已成為當今全球經(jīng)濟追求的熱點。但是我國大部分企業(yè)在電子產(chǎn)品采用的材質(zhì)方面，有一半以上還在使用著有毒材料，以期換來價格上的競爭優(yōu)勢。直到生產(chǎn)的產(chǎn)品無法進入國際市場之后，生產(chǎn)企業(yè)才會想到研發(fā)或采用無毒無害的材質(zhì)替代。可見投資者在環(huán)保與經(jīng)濟的關(guān)系上的不敏感性。但同時這也將促使我國企業(yè)盡快采用新技術(shù)，加快與國際標準接軌，使現(xiàn)有資源合理配置，進而從根本上提高我國機電產(chǎn)品的出口競爭力，在“高端”市場上擴大市場份額，優(yōu)化我國出口商品的市場結(jié)構(gòu)。升值對出口企業(yè)的影響2007年12月底，美元對人民幣交易價格已調(diào)整為17.4，人民幣升值3%，且有進一步提升的勢頭。我國機電產(chǎn)品出口是以消費電子類產(chǎn)品、家電產(chǎn)品、數(shù)據(jù)處理設(shè)備為主，其往往又是依賴低廉勞動力支撐的價格優(yōu)勢，對匯率波動比較敏感，匯率上漲很容易產(chǎn)生出口替代，流失客戶及市場，而且國內(nèi)原材料和勞動力成本也會提高，這使出口產(chǎn)品的比較成本優(yōu)勢進一步弱化，降低了企業(yè)國際競爭力。同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用人民幣匯率持續(xù)增長的時機大量引進先進技術(shù)反哺加工業(yè)提高企業(yè)的利潤空間。缺乏專業(yè)信息平臺為了應對反傾銷技術(shù)壁壘和綠色壁壘，由政府、行業(yè)協(xié)會及出口企業(yè)聯(lián)合建立全面、系統(tǒng)的并且實時性的專業(yè)信息平臺必不可少。然而，事實上我國恰恰缺少這樣一個綜合性的信息平臺，使政府的調(diào)控和監(jiān)督作用難以有效發(fā)揮，行業(yè)協(xié)會的協(xié)調(diào)和指導作用也很難到位，所以企業(yè)往往會因為對國際標準或進口國標準等信息獲得的難度和滯后性而處于被動地位，遭遇技術(shù)壁壘和綠色壁壘。我國技術(shù)法規(guī)體系121.技術(shù)體系不完善作為世界上最大的發(fā)展中家，我國本身的經(jīng)濟發(fā)展水平就不高，技術(shù)法規(guī)體系也不健全。有許多產(chǎn)品尚未建立技術(shù)標準，即便有標準，也存在國內(nèi)標準不統(tǒng)一或大大低于國際標準的現(xiàn)象。這對于將發(fā)達國家作為主要出口對象的中國企業(yè)來講，是一個先天不足。2.技