机电一体化-智能制造在中国现阶段实施情况简单分析

第一篇：机电一体化-智能制造在中国现阶段实施情况简单分析

智能制造在中国现阶段实施情况简单分析

摘要：本文通过查阅文献较深入的了解我国及其它国家智能制造提出的背景，通过将我国现存的制造水平与制造水平较高的德国进行对比，得到了我国在此次制造业智能化变革中所面临的挑战与机遇。并列举我国几个目前在制造业智能化改革过程中走在前列的地方性企业，通过这些企业的改革过程进行分析，对我国现有的传统制造，尤其是中小企业今后的改革提供了可参考的“模板”。最后，根据个人观点及参考其它文献，总结了几点我国在未来几年制造业智能化改革过程中可以着重注重的方面。

关键词：智能制造；工业4.0；工业互联网；个性化需求

0 引言

在美国“再工业化”、欧盟“新工业革命”、日本“重振战略制造业”以及德国“工业4.0”等战略大背景下，以及我国政府在1015年3月5日的政府工作报告上提出的“中国制造2025”标志着制造业回归到国际视野中，成为关注的焦点。尤其是“智能制造”已然在全球范围内掀起一股热潮。随着网络化时代的全面来临，个人和企业消费者的细分化、消费者的个性化需求愈加明显；同时，对环保问题的越加重视，劳动力成本、生产成本压力的逐渐加大，作为经济支柱的制造业转型升级已成为亟待解决的课题。作为“中国制造2025”五大工程之一：智能制造工程，无疑是最受关注的焦点，也是制造业的主攻方向。近期，中国相关部委联合发布了《智能制造工程实施指南》其目的是更好地整合全社会资源，统筹兼顾智能制造各个关键环节，突破发展瓶颈，系统推进技术与装备开发、标准制定、新模式培育和集成应用，对于推动《中国制造2025》十大重点领域率先突破，促进传统制造业转型升级，实现制造强国目标具有重大意义。另外，智能制造也将是落实“中国制造2025”规划纲要的一个重要抓手，推动智能制造是解决我国制造业由大变强的根本路径[1-2]。智能化制造的目的与意义

德国提出的工业4.0是以智造为主导的第４次工业革命，贯穿于整个价值链，将生产与现代信息及通信技术深度融合，制造业中引入物联网和服务网，使生产中的供应、制造和销售各环节数据化、智能化。表面上德国工业4.0侧重的是产品制造和供给，但其实注重的是供给和需求的匹配，使智能化制造更好地满足消费者对产品品质、多样性和个性化的要求。德国推出工业4.0，说明制造业在其国家发展战略中的基础地位，该战略有助于德国制造长期拥有比较优势[3]。

根据德国工业4.0的启示，可看出德国非常重视制造业[4]。我国经济学也提出了供给侧改革，所谓“供给侧改革”就是从供给、生产端入手，通过解放生产力，提升竞争力促进经济发展。我国一直以来更为关注的是服务业，确实服务业能容纳更多的人口就业，但制造业应作为核心，农业是基础，服务业依附于其他产业之上。一个国家或地区没有农业根基，没有强大的制造业，服务业就无坚实的经济支撑，易产生泡沫，抗风险能力弱。要是我国未来在世界上占有发挥更重要的角色，制造业的强大比必要的。而如今这一切的实现，很大程度上依赖以我国在智能化制造改革工作情况。因此，我国制造业的智能化改革刻不容缓。消费市场变革对智能制造提出的挑战

根据美国最新预测的“改变未来的十大科技”中,“个性定制”被排在首位，已成为势不可挡的趋势和潮流。时代需要新的商业模式、消费者期待新的商业文明。消费者的人格得到充分尊重，消费者的价值得到充分体现[5]。

随着人们消费水平的提升，对个性化定制需求将越来越大，就比如衣服，过去到现在，我们都是去商店或网上购买服装企业已经生产好的衣服，固定的尺码，固定的样式，固定的面料。对于大部门消费者这是能接受的因为一般总是能买到“差不多”合身的衣服，但对于一些特殊消费者，如比较胖的人等，总是很难买到一件合适的衣服，而一些面向高端消费者的私人定制很难被我们普通消费者接受。因此，对服装行业来说，就需要有一些企业，它们能做到：量体裁衣，能满足不同消费者的个性化需求，交货时间短，生产能力强，以及售价能被普通消费者接受。这就对服装企业的生产能力提出巨大考验，需要企业能将工厂与互联网进行联合，以满足客户的个性化需求。目前青岛的服装企业红领集团可以说是我国智能制造的“先行者”，然而，它目前也主要是将企业与服务互联网进行联合，工业互联网还有很长的路要走。而以上提出的仅仅是一个服装企业的发展模式，相信在不久的将来，几乎所有行业都会有个性化定制的需求。那时的消费市场，需要有一个如今天的阿里巴巴，京东一样的网络服务平台，这个服务平台连接着各行各业的企业，人们可以很简单的定制任何一家企业的产品就如今天的网购一样。不仅如此，服务平台更连接着所有企业的每一台生产机器人，不同企业之间，甚至个体消费者都可以通过服务平台预约某个企业的生产机器人对自己的产品进行加工。以上这些，正是智能制造真正面临挑战但同时也是智能制造的发展方向与意义。智能制造对我国现有的企业形态提出的挑战

众所周知，我国是一个制造业大国，但并不是一个制造业强国。中国制造若想长远发展，必须借助信息化，走智能化的发展之路，在此过程中必将智能制造制造作为攻关方向。当前，我国虽然已经具备发展智能制造的产业基础，也掌握了一些智能制造技术，但与欧美相比还存在巨大的差距。很多人都希望中国制造通过切实加强“智能制造”水平，缩小与西方国家的差距，实现“弯道超车”。但将我国目前整体制造水平与欧美国家制造业水平进行简单对比不难发现：尽管我们能制造许多高精尖的产品，但许多关键技术尤其是智能制造装备，装备系统等还有差距。

尽管“中国制造2025”提出时间紧随欧美国家对制造业的规划与布局，与其它国家提出的规划既有很多相同之处，也有很多不同之处，即使挑战之处。就如与德国工业4.0进行对比。从时间段上看，德国实现工业4.0大体需要8-10年，和“中国制造2025”基本在一个时期。从内容上看，德国工业4.0和中国提出的工业化和信息化深度融合、发展物联网或工业互联网有异曲同工之处。“如果说有什么不同，就是我们的发展阶段、发展水平不同。德国具有扎实且厚重的工业技术基础，在德国发布“工业4．0”计划时，德国工业已经具备了“工业2．0”和“工业3．0”的基础，其自动化水平已处于世界领先水平。各个工业领域的产业技术都已相对成熟，能够为工业4．0的发展提供良好的条件，同时，其丰富的工业发展经验也将为工业4．0的规划与发展提供帮助。中国的制造业计划面向的是“三步走”战略中国需要兼顾工业2.0、工业3.0以及工业4.0的全面考量。在具体实施层面，需要根据不同行业、不同地区进行因地制宜、因势利导地进行工业2.0补课，对于有条件的地区和行业进行工业3.0普及，对相对发达地区和优秀企业，需要引导其成为面向工业4.0智能制造示范区或示范企业。因此在未来一段时间内，中国的工业发展中，工业2.0，3.0以及4.0将长期并存。在此过程中，我国的工业发展任务比德国实现工业4.0更加复杂、更加艰巨。因此，我们要结合中国工业企业的实际，把发展的路径选择好，走一条更好更快的发展道路[6]。

在对国家重大技术装备办公室主任李东的访问中，其提出目前在我国推行智能制造最大的困难主要体现在以下几个方面：（1）企业对实施智能制造的认识还需要进一步提高，很多企业对实施紧迫性意识不强；（2）实施智能制造需要先期投入，尤其在当前经济下行压力很大，企业发展面临着艰难的抉择；（3）发展环境问题，目前智能制造关键技术标准存在滞后、缺失以及不协调等问题，与智能制造紧密相关的物联网、大数据、云计算等关键技术对应的标准规范也还没有统一，造成兼容性较差，集成难度高。（4）智能制造是一个不断试错的过程，不可能一蹴而就，急需培育行业综合解决方案提供商，并与用户、软硬件服务企业共同推进[7]。

显然，要成为一个制造强国，我国需要一批重大信息技术、重大装备亟待突破，相关标准还需进一步制定与完善。同时，还缺少一大批具有国际竞争力的骨干企业，我们还需要从制造业大国向制造业强国去转化、去努力、去奋斗。智能制造在中国的现状

4.1 政府开展的工作

伴随去年3月“中国制造2025”战略的出台，近期，中国相关部委联合发布了《智能制造工程实施指南》等“中国制造2025”的支撑性文件。这标志着中国智能制造发展开始从概念探讨过渡到具体落实的关键阶段，这一实施指南的提出为我国从制造大国转变为制造强国和智造强国走出了坚定而有力的一步。不仅如此，在2014年12月22日召开的全国工业和信息化工作会议上，工信部明确提出2015年将实施智能制造等专项行动，要以智能制造为突破口，大力推动工业化和信息化两化深度融合，研究论证实施国家级智能制造重大工程，实施智能制造试点示范专项行动[8]。在政府提出支撑性文件、政策及相关专项行动的同时。我国许多型企业也在摸索中不断前进，下列列举一些企业及地方对企业制造水平升级改造进展现状，目前这些企业或地方通过多年的努力创新、整合、改造，初步形成了若干可在行业推广的经验和模式。各试点示范项目在装备、原材料、消费品、电子等行业，积极探索出一批可借鉴的经验与模式，如西飞公司的网络协同开发新模式，九江石化的流程型智能化改造，东莞劲胜精密组件的机器换人自动生产线，山东康平纳集团有限公司的筒子纱染色智能工厂试点示范项目，红领、海尔、长虹的个性化定制试点示范项目新模式[9]。

经过 2015 年的工作，2016年我国工信部在智能制造领域，总体工作安排和考虑如下[7]：（1）编制发布智能制造“十三五”发展规划。结合中国国情，落实以智能制造为主攻方向的战略任务，明确未来 5 年发展目标。（2）全面开展智能制造标准体系建设。标准是智能制造实施的重要基础和前提。（3）组织实施智能制造工程。聚集智能制造的关键环节，夯实智能制造发展基础。（4）遴选确定 2016 年智能制造试点示范项目。（5）启动并实施重点领域智能化改造工作。在石油化工等重点行业持续开展重点企业关键环节智能化改造。（6）组织开展工业互联网产业推进工作。（7）开展智能制造网络安全保障能力建设。（8）加大典型经验的宣传推广力度。

4.2 地方及企业的成果

被誉为“世界工厂”的广东东莞一直走在中国产业转型爬坡的最前沿，被视为制造业转型升级的一个缩影。东莞制造业转型目前已初露曙光，智能制造设备更新、互联网渗透工业流程、“机器换人”等一些新的转型苗头正勾勒出制造业从低端向中高端寻路的轨迹。如东莞劲胜是智能制造的示范企业，他们是做手机壳的，这里面包括产品的开发、多品种带来的品质管控点增加等等，这一系列的问题都需要靠数字化、智能化技术。在过去胡一年，该企业启动了大规模的“机器换人”工程，在许多关键工序采用机器换人之后，生产效率提高了，合格率也大幅提升，而生产成本大大降低了，自2014年来，4000余名工人被“解放”出来。与此同时，华中数控与劲胜的共同合作将实现真正的“智能化工厂”，该项目将建成基于国产数控装备、国产机器人、国产系统软件的智能车间，并向整个3C行业进行推广。

创建于1995年的红领集团，是一家生产经营男装为主的服装企业。从2003年开始转型，红领历经10多年的升级发展，投入数亿资金，专注于服装个性化定制的研究与实践。近年来，红领利用互联网思维改造企业，将信息化与工业化深度融合，实现传统制造的转型升级。如今的红领工厂俨然是一个大数据工厂。实现服装定制的流程相当简单 ：量体采集数据下订单。顾客可以自主定义服装的面料、花型、刺绣等几十项设计细节，或者直接选择由系统根据大数据分析自动匹配；随后，订单传输到数据平台后，系统会自动完成版型匹配，并传输到生产部门。每一位工人都有一台电脑识别终端，所有的流程信息传递都在这上面进行。工人会核对所有细节，然后录入到一张电子标签上，工人只需要操作前扫描该款服装的“身份证”，就能够快速地进行生产加工。红领通过提高生产制造过程中间环节的效率，依托数据化、信息化的资源降低了制造成本[10]。不难发现，目前的红领集团，尽管在大数据的支撑下，完成了工业化的个性化需求生产，但很多岗位上任未实现完全的智能化，更多的也只是智能生产管理系统、工作分配。而许多关键工序任然需要人来操作，人工操作或许是服装行业私人定制的特殊需求。而我理解的真正智能制造，是机器在工业互联网与服务互联网连接下，自动接收客户的个性化需求。进一步自动上料、下料、自动识别半成品信息，自动识别自己所要完成的工作，完成后借助智能物流等技术将完成本道工序的半成品运输到下一工序，最终进行整理，打包，库存等操作。整个过程全有互联网及机器来完成无需人工的参与。

尽管我们在智能制造上尝到了“甜头”，但我们与发达国家相比还有差距，特别是在智能化方面。目前使用的数控系统、工业机器人，基本上是按人设定的程序作业，并没有人工智能。我们在高端的传感器、重要的制造装备，操作系统、数字化基础上需要进一步提高智能化的水平，这样才能达到智能制造的要求[1]。而实现这些我们还有很长的路要走，还有很多技术需要突破。我国制造业智能化改革注意方向

以下通过阅读文献以及个人观点，总结出几个本人认为在未来几年中，在我国制造业智能化发展过程中，需要重点关注以及着重注意的一些具体工作。

5.1正取引导传统制造中小企业的改造

传统制造技术缺乏智能，主要表现为加工过程信息无法实时传递、无法实时反映生产状态。在对传统制造业的智能化改造过程中，我们不能完全否认和拒绝现存的制造业及其制造装备，应该将它们一并进行升级改造，以满足智能化背景下的制造，因为完全达到工业4.0，即完全智能化我们还有很长的路要走，前面也提到在此过程中，在很长一段时间将会是工业2.0，工业3.0，以及工业4.0并存。正如前面列举的红领集团，其实传统制造业完全可以以红领集团的发展模式作为模板，在实现智能化的同时又将现存的技术、装备充分利用，这将大大降低企业改造智能化改造的成本及可能性，也不至于让传统制造业大面积的倒闭。通常，传统制造企业通过智能化改造，可以进行设备的在线监控、生产的动态调度，从而实现个性化加工，系统能够响应特别的加工要求，以此达到整个生产的自组的数字化和网络化是智能制造的基础，因此实现装备与系统的数字化与网络化是现实智能制造可能的出发点[6]。

文献[6]在访同济大学中德工程学院副院长陈明教授时，陈教授也提到我国中小企业很多，难以完全转型，在谈到如何将智能制造更好地与传统加工技术融合这个问题上，陈教授说智能制造不仅涉及到大企业，更包含了广大中小企业。智能制造的核心是建立纵向集成、横行集成与端到端集成，通过价值网络建立一个包含产品上下游企业，以及产品全生命周期各企业在内的智能制造生态圈，广大的中小企业也包含在这个生态圈内，是生态圈的受益者。中小企业甚至大企业，如果原本缺乏智能装备，没有部署智能系统，通过改造、装备重点智能设备、部署信息系统可以实现一定程度的智能化。

5.2 引导中小企业-创新驱动

以德国为例来说，德国经济命脉更依赖中小企业，中小企业数量占德国企业总数的99%，在提供就业、出口和生产能力等方面不逊于大企业，资质最好的中小企业全世界共2000多家，德国占近50%[11]。

德国的制造业发展史表明，不论企业大小，没有自主知识产权和核心竞争力，没有创新，仅靠低价和仿制，企业没有前途，产业不会发展。在德国，超过99％的公司都属于中小型企业，而恰恰是这些中小企业，在工业方面高度活跃，成为德国工业的主体和脊梁。因而，德国政府十分重视动员和引导中小企业参与“工业4.0”进程。在我国，中小企业接近市场，接近用户，对市场反应灵敏，转型快，是市场经济体制的微观基础，理当成为实施“制造2025”的重要力量。因而，要引导中小企业积极寻找机会参与技术创新联盟，形成工业园区；要通过整合先进科学技术资源，提高中小企业的创新能力，帮助企业掌握行业主导产品的关键技术或核心技术，鼓励企业参与国际竞争，通过创新驱动来增强其国际竞争实力[12]，以此同时，政府应进一步给予微小扶持以及进一步减轻企业负担，以帮助他们更快更好成长。

5.3 进一步加强工业与互联网的融合

智能制造系统强调工业系统的互联互通，以及工业互联网和服务互联网的融合[13]。推动智能制造，互联网技术跟工业的融合非常重要。去年的《政府工作报告》第一次提出了发展工业互联网。但今天，两化融合已经有迫切需求，比如产品的个性化，定制家具等；还有制造业服务化，比如一些工程机械企业售出的设备当中有通讯模块，可以远程实时监控机器的运行情况，提供远程维护；还有流程虚拟化，在制造之前通过虚拟制造让制造更加高效、精准，提高产品质量。国内的很多企业已经在实践这些。

目前为止，“制造业+互联网”的深度布局和实施已相继展开。“云”、“网”、“端”越来越成为制造企业发展的新基础设施，用户、原料、设备和产品之间可以通过互联网实现有效交流，将极大地促进产品、装备、管理、服务和产品智能化水平的提升。有的企业已不再是简单地听取用户需求、解决用户的问题，而是与用户随时互动，并让用户参与到需求收集、产品设计、研发测试、生产制造、营销服务等环节。如海尔实施“互联网+制造”打造 “透明工厂”、航天科工成立航天云网公司建设“互联网+智能制造”全新平台、沈阳机床发布i5系统等[14]。

但是，到现在为止，两化深度融合还面临着众多挑战。对工业互联网而言，它的安全策略，以及安全架构和设计等都没有考虑完善。另外，控制系统中的ICS平台也有一些脆弱性，比如平台的配置方面，无论平台的硬件还是软件方面都存在着一些脆弱性。工业控制系统网络方面也存在一些脆弱性。由于网络的架构问题，在传输过程中，使用的网络控制都没有很好的设置，或者是防护控制不充分等等[15]。

工业互联网是未来发展的趋势，它是对工业生产方式、制造模式、生产组织模式、产业链和商业模式等一系列的变革。而随着工业的互联互通，工业互联网业面临着更为严峻的安全威胁，同时也希望安全企业和政府共同做好工业互联网的进一步实现和安全保障工作。总结

对突如其来的工业4.0，尽管我国制造业还在2.0~3.0之间努力，但无论是政府还是企业，都毫不躲避地及时地勇敢面对工业4.0带来的挑战与机遇，通过近几年的艰难努力，也取得了向红领集团这样的改革典范企业，尽管离真正的智能化制造还很远。但正如那句话说的：好的开始是成功的一半。虽然我们在制造业智能化改革这条路上还有很多艰难的路要走，但只要我们举国上下秉承着进取，虚心学习，不抛弃不放弃的精神，没准我们能在第四次工业革命中真正实现弯道超车。

参考文献

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第二篇：世界技能大赛机电一体化项目暨双元制智能制造技能人才培养研讨会总结

世界技能大赛机电一体化项目暨双元制智能制造技

能人才培养研讨会总结

XX 2018年1月4日，我有幸参加了由山东省人力资源和社会保障厅主办的世界技能大赛机电一体化项目暨双元制智能制造技能人才培养研讨会，地点为山东省淄博市智能制造技术公共实训基地，会期一天，大会邀请了第44届世界技能大赛“机电一体化”项目专家组组长 李全利教授；上海同济大学教授、中德学院院长 沈斌教授等国内外知名专家授课，讲授了世界技能大赛“机电一体化”项目的试题、竞赛规则、中国制造2025背景下技工院校机电一体化专业的人才培养等热点问题，培训期间还参观了德国莱茵科斯特有限公司智能制造技术公共实训基地，见识到了众多先进的智能制造设备、教学仪器，总之，本次培训尽管时间较为局促，但是本次学习的收获却很大，尤其是在备战第45届世界技能大赛山东省选拔赛“机电一体化”项目方面，收获颇丰，现总结如下：

一、“机电一体化”专业与“机电一体化”项目。

上海同济大学沈斌教授在讲授中国制造2025背景下技工院校机电一体化专业的人才培养中提到，在工业4.0、中国制造2025、工业互联网、智能制造、智慧工厂等大背景下，企业需要的是不但需要掌握机电一体化相关的专业知识，而且需要掌握计算机软件、数据库、互联网技术等的综合性、创新性人才，这就要求技工院校在培养学生机械、电气等方面的知识的同时，开始新的专业课程，培养符合MES系统要求的人才，以此来推动中国制造2025战略。世界技能大赛“机电一体化”项目考察的内容也是与此类似，要求参赛选手不但要掌握电气、机械、气动等知识，还需要选手具有创新能力、掌握计算机技术，能够设计、制造、维护和修理自动化设备。所以，在今后的日常教学中，我更加需要将技能大赛精神充分融入课堂，做好机电一体化大赛成果转化工作，使“机电一体化”项目技能大赛与 “机电一体”专业建设相辅相成，共同促进发展。

二、世界技能大赛“机电一体化”项目的竞赛规则。

常言道：无规矩不成方圆，世界技能组织与世界技能大赛“机电一体化”项目的开展都是在严格的规则制度约束下进行的。第44届世界技能大赛“机电一体化”项目专家组组长李全利教授在讲授世界技能大赛“机电一体化”项目的竞赛规则中提到。“机电一体化”项目集机械、气压工程、编程、机器人技术及系统开发等技能于一体。要求选手能满足自动化行业的各种需求，能搭建工业自动化系统，能够设计、制造、维护和修理自动化设备及对设备控制系统编程，对选手的能力要求较高，在年龄方面，参加“机电一体化”项目的参赛选手年龄最大不超过24周岁，大多数项目的年龄要求都是不超过22周岁，这就要求选手需要具有一定的实践经验与实践能力。所以，在选手的培养过程中，我需要更加注重学生的能力的培养，多带领学生参与一些实际的工作项目，在实践中教学、训练。

三、第45届世界技能大赛山东省选拔赛“机电一体化”项目备赛思考。世界技能大赛“机电一体化”项目要求选手具备扎实的基本功，技能水平突出，具有较强的学习领悟能力、良好的身体素质、心理素质及应变能力，根据以上要求，我在选手的集训中过程中制定了详细的训练计划，将李全利教授讲授的备赛训练方法应用到今后的训练过程中，组织备赛选手开展单项训练、观摩训练、录像训练、穷举训练、对抗训练，培养学生的自我学习总结能力。

适时组织选手开展模拟比赛训练，通过模拟比赛查找问题，并总结提高，联系其他兄弟院校，开展学习交流活动，相互学习提高。适时开展学生的心理素质训练与体能训练。作为我自身，仍需向其他老师、专家请教学习，积极向学院其他项目的指导教师请教学习，学习一些好的大赛训练方式方法，应用到“机电一体化”项目的训练中，争取取得优异成绩。

世界技能大赛机电一体化项目暨双元制智能制造技能人才培养研讨会虽然时间短暂，但对我自身，尤其是世赛“机电一体化”项目的备赛、训练方面有非常大的帮助，非常感谢学院领导给予的这次宝贵学习机会，我将继续总结领会本次培训的要义，并将本次培训的内容尽快融入到我的日常教学和大赛训练中去，争取在2018年3月举行的第45届世界技能大赛山东省选拔赛中取得优异成绩，为学院增光添彩。

2018年1月5日

第三篇：机电一体化技术在中国发展历程及前景分析

机电一体化技术在中国发展历程及前景分析

摘 要

近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，机电一体化技术在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要先进的机电一体化技术支撑。

关键词： 机电一体化 机械技术 微电子技术

一、我国发展机电一体化面临的形式以及对策

1、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是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,引起了人们的广泛注意.“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电一体化技术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使用。

80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了“光机电一体化”的新领域。

进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支“微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了21世纪

（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,实现光学技术的先天优点是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.二、机电一体化的发展进程

（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作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。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影响整个系统。

（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）、“生物一软件”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。仿生学研究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。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

（5）、微型机电化——微型化。目前，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。

2、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、市场前景分析从略。

3、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

(一)我国“机电一体化”工作面临的形势

1.我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度 2.我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

3.我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)我国“机电一体化”工作的任务

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

4、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。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，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“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!(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作

(三)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，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“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。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，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，即用电子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(计算机)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，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。