羅孝鵬

摘 要 機電一體化是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展、技術(shù)研究中具有極大的價值。本文圍繞我國航空工業(yè)的發(fā)展情況，對機電一體化的概念進行了系統(tǒng)的闡述，總結(jié)了機電一體化的發(fā)展狀況，并對航空工業(yè)領(lǐng)域機電一體化的發(fā)展前景進行了展望。

關(guān)鍵詞 機電一體化 技術(shù)運用 機械制造

中圖分類號：TH-39；TD63 文獻標識碼：A

1機電一體化概要

機電一體化是指在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

2航空工業(yè)領(lǐng)域機電一體化的發(fā)展狀況

航空工業(yè)機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：

20世紀60年代以前為探索階段。在這一時期，各國都在積極探索航空航天技術(shù)，并將最新電子技術(shù)積極的運用于完善航空機械產(chǎn)品的性能方面，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了航空工業(yè)的發(fā)展，對于先進戰(zhàn)斗機的需求，推動了航空領(lǐng)域機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，進一步推動機電一體化技術(shù)的普及。但是，由于工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的限制，這一階段總體上還處于探索階段，對于機電一體化技術(shù)運用程度還不深，也無法進行廣泛的推廣；20世紀70到80年代為初步發(fā)展階段。這一時期，由于計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等更先進技術(shù)的出現(xiàn)，航空技術(shù)領(lǐng)域得到了蓬勃發(fā)展，規(guī)模集成電路和微型計算機等充分運用到了航空工業(yè)領(lǐng)域，為機電一體化與航空工業(yè)的深度融合奠定了堅實的基礎(chǔ)；20世紀90年代為快速發(fā)展時期。這一時期，機電一體化技術(shù)世界航空工業(yè)領(lǐng)域得到比較廣泛的承認，以機電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的航空工業(yè)得到了極大發(fā)展，基本成為航空工業(yè)的支柱性技術(shù)，90年代后期，航空工業(yè)開始向智能化方向邁進，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；21世紀以來，人類進入了宇宙時代，航空工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跈C電一體化的運用更為精純，大規(guī)模系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法、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)域取得的巨大進步，為航空領(lǐng)域的機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。

3航空工業(yè)領(lǐng)域機電一體化的發(fā)展趨勢

3.1航空制造業(yè)的智能化

在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，智能化已經(jīng)成為目前航空工業(yè)領(lǐng)域機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向，也是最主要的方向。人工智能的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。特別是在飛行系統(tǒng)的建設(shè)，自動導航、自動駕駛等以機電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的航空智能化已經(jīng)取代傳統(tǒng)的飛行操控方式，成為航空領(lǐng)域主要的飛行控制技術(shù)。

3.2航空管理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化

航空管理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化也是機電一體化技術(shù)背景下，航空工業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。20世紀90年代，計算機技術(shù)得到突破性發(fā)展，世界進入計算機時代。計算機技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給航空工業(yè)帶來了巨大的變革，計算機網(wǎng)絡(luò)將整個航空技術(shù)領(lǐng)域和各種設(shè)備連成一體，實現(xiàn)了生產(chǎn)和操作、空中和地面的一體化發(fā)展。而基于計算機技術(shù)的各種航空遠程控制和監(jiān)視技術(shù)本身就是機電一體化產(chǎn)品。因此，航空工業(yè)機電一體化朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢。

3.3航空設(shè)施設(shè)備的微型化

得益于機電一體化技術(shù)，航空設(shè)施設(shè)備還呈現(xiàn)出了微型化的發(fā)展趨勢。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。而航空航天工業(yè)中所需要的各種特殊材料的生產(chǎn)、重要零部件的制造、關(guān)鍵技術(shù)的革新都都離不開設(shè)施設(shè)備的微型化。機電一體化技術(shù)無疑為實現(xiàn)航空設(shè)施設(shè)備的微型化提供了條件。

3.4航空工業(yè)生產(chǎn)的綠色化

節(jié)能環(huán)保、綠色生產(chǎn)也是航空工業(yè)領(lǐng)域探索的重要方向、航空技術(shù)的發(fā)展為人類的航天事業(yè)提供了極大的便利，但是由于航空工業(yè)是一個大動力、高耗能、高投入的產(chǎn)業(yè)。在自然資源不斷減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染的背景下，探索綠色航空工業(yè)技術(shù)成為航空領(lǐng)域的重點攻堅任務(wù)。在機電一體化技術(shù)的幫助下，綠色航空產(chǎn)品概念應(yīng)運而生。機電一體化使航空工業(yè)在設(shè)計、制造、使用過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。因此，促進航空產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，也是航空工業(yè)機電一體化發(fā)展的重要趨勢之一。

參考文獻

[1] 徐曉娜，朱柏龍.機電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].科技致富向?qū)В?014（17）.

[2] 劉磊，涂萬陽.機電一體化在數(shù)控機床中的應(yīng)用[J].經(jīng)營管理者，2014（04）.

[3] 李曉培.淺談機電一體化特點及發(fā)展研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（12）.

[4] 葛超.對于我國煤礦機電一體化技術(shù)的研究進展[J].神州，2013（28）.