首页 -> 2008年第8期

试论发展“机电一体化”的思路和对策

作者：牛俊领

　　创新思维不是在紧张压抑的气氛中产生的，而是在宽容和令人愉悦的环境中迸发的。只有在融洽、民主平等的师生关系下，学生才敢向老师提问，陈述自己的观点，或向老师辩驳，而老师的鼓励和表扬往往是学生提出问题、激发创新思维的动力，所以融洽的师生关系是培养创新能力的沃土。首先，教师应该转变传统的师道观念，放下师道独尊的架子，真正走进学生的世界，做他们的朋友。有的老师认为严肃可以威慑住学生，这样才会有良好的课堂秩序，才能保证较高的教学质量。其实正好相反，严肃只会拉大老师与学生的距离，一个安静的课堂并不代表着学生就已经掌握了老师传授的知识。带着微笑进入课堂，给学生适当的自由发挥，提问质疑的空间，可以让老师和学生走得更近，学生学得更主动。其次要尊重、理解、信任、支持学生。现在的学生都有较强的自尊心，老师的一举一动都会对他们产生影响。
　　
　　（一）机电一体化技术历程及其趋势
　　
　　自电子技术问世，电子技术与机械技术的结合就开始了。在出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，“机电一体化”技术之后有了明显进展，因而引起人们的广泛注意。
　　1.“机电一体化”的发展历程：第一，数控机床的问世，写下了“机电一体化”的第一页；第二，微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机；第三，可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化‘提供了坚强基础；第五，激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。
　　2.“机电一体化”发展趋势。
　　（1）光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
　　（2）自律分配系统化——柔性化。未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件做出不同反应，其特点是子系统可产生本身的信息，并附加所给信息。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而整个系统。
　　（3）全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
　　（4）“生物软件”化——仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。
　　（5）微型机电化——微型化。利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
　　
　　（二）典型的机电一体化产品
　　
　　机电一体化产品分系统（整机）和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景从略。
　　
　　（三）“机电一体化”的对策
　　
　　1.加强统筹安排，协调发展计划。邯郸地区从事“机电一体化”开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略。同时，市政府各有关委、办、局（总公司）也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的，全市缺少综观全局有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究的基础上，制定出邯郸统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车。
　　2.强化行业管理，发挥“协会”作用。目前，邯郸“机电一体化”较热，有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家体制改革和体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议尽快加强邯郸机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。
　　3.优化发展环境、增大支持力度。优化发展环境指通过宣传群众，造成一种上下、内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围。如尽快为外商到邯郸投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
　　4.突出发展重点，兼顾“两个层次”。机电一体化产业覆盖面非常广，而财力、人力和物力是有限的，因此，在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到，而应分清主次，大胆取舍 ，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子（机）装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品才能真正做到机电一体化。