機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢深析(共18頁)

1、 合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 PAGE PAGE 19合 肥 通 用 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目： 機(jī)電(jdin)一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢深析 系 別： 機(jī) 械 工 程 系 專 業(yè)： 機(jī) 械 制 造 與 自 動(dòng) 化 學(xué) 制： 三 年 姓 名： 某 某 學(xué) 號： 00000000 指導(dǎo)(zhdo)教師： 某 某 某 二零一四 年五月四日指導(dǎo)教師評語及成績：指導(dǎo)教師： 2014年 月 日摘要(zhiyo) 機(jī)電一體化是一項(xiàng)將系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(jin c)傳感技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)相互結(jié)合的系統(tǒng)工程。本文首先回顧了機(jī)電一體化

2、技術(shù)的發(fā)展歷程，明確了機(jī)電一體化技術(shù)對于機(jī)械制造業(yè)的整體行業(yè)發(fā)展所擁有的重要影響，并闡明了機(jī)電一體化技術(shù)在未來社會(huì)朝著智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞： 智能 機(jī)電一體化 先進(jìn)制造(zhzo)技術(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 計(jì)算模式目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc369161856 摘要(zhiyo) PAGEREF _Toc369161856 h 1 HYPERLINK l _Toc369161857 目錄(ml) PAGEREF _Toc369161857 h 2 HYPERLINK l _Toc369161858 第1章機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展(fzhn)

3、歷程 PAGEREF _Toc369161858 h 3 HYPERLINK l _Toc369161859 1.1 機(jī)電一體化 的發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc369161859 h 3 HYPERLINK l _Toc369161860 1.1.1初級階段 PAGEREF _Toc369161860 h 3 HYPERLINK l _Toc369161861 1.1.2蓬勃發(fā)展階段 PAGEREF _Toc369161861 h 3 HYPERLINK l _Toc369161862 1.1.2深入發(fā)展時(shí)期 PAGEREF _Toc369161862 h 3 HYPERLINK l _

4、Toc369161863 第2章機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREF _Toc369161863 h 5 HYPERLINK l _Toc369161864 2.1 數(shù)控機(jī)床 PAGEREF _Toc369161864 h 5 HYPERLINK l _Toc369161865 2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS） PAGEREF _Toc369161865 h 5 HYPERLINK l _Toc369161866 2.3柔性制造系統(tǒng)（FMS） PAGEREF _Toc369161866 h 5 HYPERLINK l _Toc369161867 2.4工業(yè)機(jī)器人 PAGEREF _

5、Toc369161867 h 6 HYPERLINK l _Toc369161868 第3章 機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及優(yōu)勢 PAGEREF _Toc369161868 h 7 HYPERLINK l _Toc369161869 3.1機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成 PAGEREF _Toc369161869 h 7 HYPERLINK l _Toc369161870 3.1.1機(jī)械系統(tǒng) PAGEREF _Toc369161870 h 7 HYPERLINK l _Toc369161871 3.1.2動(dòng)力系統(tǒng) PAGEREF _Toc369161871 h 7 HYPERLINK l _Toc3691618

6、72 3.1.3傳感與檢測系統(tǒng) PAGEREF _Toc369161872 h 7 HYPERLINK l _Toc369161873 3.1.4信息處理及控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc369161873 h 8 HYPERLINK l _Toc369161874 3.1.5執(zhí)行機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc369161874 h 8 HYPERLINK l _Toc369161875 3.2機(jī)電一體化產(chǎn)品的優(yōu)勢 PAGEREF _Toc369161875 h 8 HYPERLINK l _Toc369161876 3.2.1使用安全性和可靠性提高 PAGEREF _Toc36916187

7、6 h 8 HYPERLINK l _Toc369161877 3.2.2生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高 PAGEREF _Toc369161877 h 8 HYPERLINK l _Toc369161878 3.2.3使用性能改善 PAGEREF _Toc369161878 h 9 HYPERLINK l _Toc369161879 3.2.4具有復(fù)合功能并且適用面廣 PAGEREF _Toc369161879 h 9 HYPERLINK l _Toc369161880 3.2.5調(diào)整和維護(hù)方便 PAGEREF _Toc369161880 h 9 HYPERLINK l _Toc369161881

8、第4章 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景 PAGEREF _Toc369161881 h 10 HYPERLINK l _Toc369161882 4.1光機(jī)電一體化 PAGEREF _Toc369161882 h 10 HYPERLINK l _Toc369161883 4.2 自律分配系統(tǒng)化 PAGEREF _Toc369161883 h 10 HYPERLINK l _Toc369161884 4.3 全息系統(tǒng)化 PAGEREF _Toc369161884 h 10 HYPERLINK l _Toc369161885 4.4 生物軟件化 PAGEREF _Toc369161885 h 11 HY

9、PERLINK l _Toc369161886 4.5 微型機(jī)電化 PAGEREF _Toc369161886 h 11 HYPERLINK l _Toc369161887 4.6 網(wǎng)絡(luò)化 PAGEREF _Toc369161887 h 11 HYPERLINK l _Toc369161888 4.7 虛擬化 PAGEREF _Toc369161888 h 11 HYPERLINK l _Toc369161889 4.8自動(dòng)化 PAGEREF _Toc369161889 h 12 HYPERLINK l _Toc369161890 4.9智能化 PAGEREF _Toc369161890 h

10、12 HYPERLINK l _Toc369161891 4.10敏捷化 PAGEREF _Toc369161891 h 12 HYPERLINK l _Toc369161892 4.11 綠色化 PAGEREF _Toc369161892 h 12 HYPERLINK l _Toc369161893 總結(jié) PAGEREF _Toc369161893 h 13 HYPERLINK l _Toc369161894 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc369161894 h 14 HYPERLINK l _Toc369161895 致謝 PAGEREF _Toc369161895 h 15第1章機(jī)電

11、一體化技術(shù)發(fā)展(fzhn)歷程1.1 機(jī)電一體化 的發(fā)展(fzhn)歷程機(jī)電一體化的發(fā)展(fzhn)大體可以分為三個(gè)階段:1.1.1初級階段20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時(shí)期,人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí),研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。 1.1.2蓬勃發(fā)展階段 20世紀(jì)70

12、80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。1.1.2深入發(fā)展時(shí)期 20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)

13、電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面,對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。 第2章機(jī)電(jdin)一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域2.1 數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun) 數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：（1）總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)

14、構(gòu)。（2）開放性設(shè)計(jì)，即硬件(yn jin)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。（3）WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。（4）大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。（5）能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。（6）系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。（7）以單板、單片機(jī)作為控制

15、機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS） CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。2.3柔性制造系統(tǒng)（FMS） 柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(bmn)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件

16、，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。2.4工業(yè)(gngy)機(jī)器人 第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)(chngf)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。 第3章 機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成(guchng)及優(yōu)勢3.1機(jī)電(jdin)一體化產(chǎn)品的構(gòu)成機(jī)電一體化產(chǎn)品

17、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(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)(jigu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。 3.1.1機(jī)械系統(tǒng) 機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)， 因此對機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求， 需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。 3.1.2動(dòng)力系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一

18、體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。 3.1.3傳感與檢測(jin c)系統(tǒng) 傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)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(shí)利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進(jìn)行測定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)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(yq)或儀表來實(shí)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。 3.1.4信息處理及控制系統(tǒng)(kn zh x tn) 根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及

19、控制系統(tǒng)接收傳感與檢測系統(tǒng)反饋的信息，并對其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。3.1.5執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)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(jī)構(gòu)是實(shí)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(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在

20、結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。3.2機(jī)電一體化產(chǎn)品(chnpn)的優(yōu)勢3.2.1使用(shyng)安全性和可靠性提高 機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到(y do)過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)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。 3.2.2生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高 機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成

21、預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)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(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5 6 倍。 3.2.3使用性能改善 機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。 3.2.4具有(jyu)復(fù)合功能并且

22、適用面廣 機(jī)電一體化產(chǎn)品(chnpn)跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。 3.2.5調(diào)整和維護(hù)(wih)方便 機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)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

23、入到機(jī)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(chǔ)功能的機(jī)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(gè)代碼信號輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。第4章 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景 機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：4.1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 光機(jī)電一體化 處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)

24、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(zhngyo)趨勢。4.2 自律(z l)分配系統(tǒng)化 未來(wili)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有柔性化。 柔性化足夠的“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

25、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)。4.3 全息系統(tǒng)化 今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化智能化水平越來越高。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)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。4.4 生物軟件化 今后的機(jī)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)

26、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?？磥恚瑱C(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。4.5 微型機(jī)電化 目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，微型化在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果(chnggu)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒 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(rngh)”，機(jī)體、執(zhí)行 機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU 等可集成在一起，體積(tj)很小，并組成一種自律元件。4.6 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)通

27、訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都 可以異地或跨越國界進(jìn)行。此外，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，加速技術(shù)信息的交 流、加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學(xué)習(xí)，推動(dòng)了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。4.7 虛擬化 制造過程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗(yàn)。檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、 保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo)，進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真，通過仿 真軟件來模擬真實(shí)系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合理

28、性，保證產(chǎn)品制造的 成功和生產(chǎn)周期，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。4.8自動(dòng)化 自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng) 中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元(dnyun)技術(shù)、制造過程的計(jì) 劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。4.9智能化 智能制造系統(tǒng)(xtng)可被理解為由智能機(jī)械和人類專家共同組成 智能化的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，如分析、推理、 判斷、構(gòu)思、決策等。在智能系統(tǒng)中，“智能(zh nn)”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟” 特性。在設(shè)計(jì)和制造過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對于人，智能制造強(qiáng)調(diào)安全性和友好性；對于環(huán)境，要求作到無污染，省能源和資源充分回收；對于社會(huì)，提倡合理協(xié)作與競爭。4.10敏捷化 敏捷制造是以競爭力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)整體競爭能力