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當今社會已經(jīng)進入自動化時代，很多產(chǎn)品設(shè)計都利用智能化、自動化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工或者單純的機器。機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電子工程技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、接口技術(shù)以及信號變換技術(shù)等通過有機結(jié)合，并且應(yīng)用到實際中的綜合性技術(shù)?，F(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎都要用到機電一體化設(shè)備。由于機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代社會中發(fā)展生產(chǎn)的重要作用，研究機電一體化與產(chǎn)品概念設(shè)計就成了必然趨勢。

1機電一體化基本理論概述

機電一體化產(chǎn)品就是通過對多種技術(shù)的有機結(jié)合實現(xiàn)機械自動化、智能化生產(chǎn)的設(shè)備，機械技術(shù)是機電一體化產(chǎn)品的基礎(chǔ)。實現(xiàn)一體化要著眼于如何讓機械技術(shù)與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其優(yōu)勢優(yōu)化其性能，提高精確度和準確度。機電一體化生產(chǎn)主要有模型階段、測試階段和原型階段，系統(tǒng)一般由機械主體、監(jiān)測傳感部分、電子控制單元、執(zhí)行器和動力源五個部分構(gòu)成。機電一體化要素包括結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、感知組成要素、職能組成要素。五大組成要素內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。

2機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的理論研究現(xiàn)狀與展望

2.1機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的研究現(xiàn)狀

國際上研究機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的中心在歐洲，德國研究領(lǐng)域涉及到機電一體化控制系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計方面；法國研究為機電一體化多個學科的模型構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，把機電一體化的基本組成存入數(shù)據(jù)庫中，利用數(shù)據(jù)庫信息為設(shè)計人員提供模型單元。另外美國開發(fā)Saber軟件，可以支持智能化概念設(shè)計軟件，目前只能作為仿真軟件，并不能夠產(chǎn)生設(shè)計方案。目前，我國的一些研究機構(gòu)，比如中國科技大學、浙江大學等仍然存在著機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計學科方面的研究缺失。上世紀末，上海交通大學進行了系統(tǒng)分析的研究，采用Simulink仿真軟件構(gòu)建面向功能模塊的方法，作為機電一體化產(chǎn)品的表達平臺。

2.2國內(nèi)研究機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的改進策略

2.2.1重視人才培養(yǎng)，不斷提高技術(shù)人員綜合素質(zhì)

機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計離不開技術(shù)人員的技術(shù)貢獻，培養(yǎng)一批綜合素質(zhì)強的技術(shù)人才是保證機電一體化產(chǎn)品研發(fā)和改善的重要保障。對于技術(shù)人員的選拔和使用，建議擇優(yōu)錄取，實踐考核，培訓加強。在新人才的培養(yǎng)和老技術(shù)人員的技術(shù)提升方面一定要有清晰的計劃，保證技術(shù)人員的重組和研發(fā)進度的順利。

2.2.2實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

可持續(xù)發(fā)展是任何一個行業(yè)或者產(chǎn)品都應(yīng)該值得注意的，我們在生產(chǎn)的同時一定要注意環(huán)境的保護，高效利用利用資源，減少資源浪費和環(huán)境污染。

2.2.3擴大市場，增加競爭力

市場的競爭力是促進機電一體化發(fā)展的動力，在當前激烈的競爭環(huán)境之下，全球已經(jīng)共同認識到機電一體化在未來發(fā)展的重要性，在競爭力的驅(qū)逐之下，有助于機電一體化產(chǎn)品向更好的方向發(fā)展，為社會發(fā)展創(chuàng)造更多的價值。

2.3發(fā)展展望

關(guān)于未來機電一體化的發(fā)展主要有六個值得關(guān)注的方向，分別是智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化和系統(tǒng)化。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向，因此，人工智能在研究機電一體化技術(shù)中變得日益重要，機器人控制數(shù)控機床的智能化應(yīng)用不但可以減少勞動力，降低生產(chǎn)成本，而且能夠提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率。因此研究高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品富有人工智能，是社會發(fā)展的需要。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研究機電一體化技術(shù)模塊化就成為一件非常重要的事。機電一體化實現(xiàn)模塊化管理可以使企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模，有效加速新產(chǎn)品的設(shè)計與研發(fā)，促進生產(chǎn)標準機電一體化和企業(yè)機電一體化的規(guī)模化發(fā)展。進入20世紀90年代以來，計算機技術(shù)最突出的成就就是網(wǎng)絡(luò)科技，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有利于企業(yè)競爭全球化，而完成機電一體化過程必須依靠網(wǎng)絡(luò)的遠程控制和監(jiān)視技術(shù)才能實現(xiàn)。遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。電子設(shè)備的大小決定了其占用的空間和使用的方便性，為了機電一體化的普及和應(yīng)用，就要求以后的機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展，幾何尺寸不超過1cm3的微型機電一體化產(chǎn)品是以后發(fā)展的趨勢。在工業(yè)高度發(fā)展的今天，人們除了利用機電一體化創(chuàng)造高能的價值以外,最不可忽視的就是環(huán)境問題，研發(fā)符合環(huán)境保護規(guī)定和不損害人類健康的機電一體化產(chǎn)品，是時展的需要，也是我們最關(guān)切的，只有綠色高效的機電一體化產(chǎn)品才能在當今社會擁有長久生存的空間。系統(tǒng)化的表現(xiàn)之一是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化總線機構(gòu)，表現(xiàn)之二是通用性功能大大加強，最高境界就是人機一體化。

3結(jié)語

總而言之，機電一體化產(chǎn)品在未來擁有極大的發(fā)展空間，我國要大力加強機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)。相信在不久的未來，機電一體化一定能促進中國工業(yè)走向巔峰，引起世界矚目。