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關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化;技術(shù);現(xiàn)狀;對(duì)策
中圖分類(lèi)號(hào):TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2012)06-0025-01
0 引言
機(jī)電一體化代表著機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向。在20世紀(jì)90年代后期,機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展并向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。隨著光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等滲入了機(jī)電一體化,進(jìn)而出現(xiàn)了一些新的機(jī)電一體化的新分支。人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)也為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了更廣闊的前景。
1 機(jī)電一體化技術(shù)
機(jī)電一體化技術(shù)是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及其他技術(shù)相融合而構(gòu)成的一門(mén)獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體的一個(gè)學(xué)科。所以機(jī)電一體化技術(shù)又稱(chēng)為機(jī)械電子技術(shù),是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。但是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還有新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
機(jī)電一體化現(xiàn)在已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)成為最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
2 機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀
機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究和運(yùn)用,現(xiàn)在機(jī)電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是:光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,使得微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中出現(xiàn),從而出現(xiàn)光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;通過(guò)進(jìn)一步對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,使機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都得到了深入研究。
中國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)從80年代才開(kāi)始在企業(yè)里應(yīng)用和研究。經(jīng)過(guò)20多年的努力我國(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)方面取得了一定成果,盡管我們國(guó)家對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)給予了積極支持,特別是在涉及基礎(chǔ)技術(shù)、綜合技術(shù)等方面給予大力扶持。但機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
2.1 數(shù)控技術(shù)方面 中國(guó)從1958年開(kāi)始發(fā)展數(shù)控技術(shù),經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%,出口到其它國(guó)家的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床也占到我國(guó)產(chǎn)量的10%左右。從90年代后期開(kāi)始,我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的精度發(fā)展迅速:普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級(jí)加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。但是高精密的數(shù)控機(jī)床仍然需要從國(guó)外進(jìn)口!
2.2 工業(yè)機(jī)器人方面 我國(guó)的機(jī)器人研發(fā)技術(shù)從60年代才開(kāi)始,目前很多的機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)都掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)及軟件編程技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù),能夠生產(chǎn)了部分機(jī)器人的關(guān)鍵元器件,機(jī)器人已進(jìn)入實(shí)用化階段,中國(guó)已開(kāi)發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓及能前后行走、爬墻、水下作業(yè)的多種機(jī)器人。中國(guó)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)能自主解決工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù),自主進(jìn)行機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程等關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)市場(chǎng)上運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人最多的企業(yè)目前主要分布在軍工企業(yè)、先進(jìn)制造行業(yè)及一些實(shí)力雄厚的大型,其中完全國(guó)產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人在這些行業(yè)中占到30%左右。不可否認(rèn)的是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)還是被國(guó)外的企業(yè)牢牢控制!
2.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面 我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的理論和技術(shù)準(zhǔn)備,計(jì)算機(jī)集成制造已經(jīng)有了較快發(fā)展,進(jìn)一步縮短了和國(guó)外的差距。
3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)策
根據(jù)我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀,結(jié)合我國(guó)機(jī)電一體化企業(yè)的實(shí)際狀況,應(yīng)該從以下幾個(gè)方面考慮:
3.1 要把發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)作為增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的重要內(nèi)容,鼓勵(lì)和促進(jìn)企業(yè)在這個(gè)領(lǐng)域有所作為。同時(shí),為縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,可以通過(guò)引進(jìn)、消化、升級(jí)來(lái)逐步達(dá)到提高自主創(chuàng)新能力的目的。有關(guān)部門(mén)可以通過(guò)政府采購(gòu)、項(xiàng)目設(shè)立等措施,達(dá)到支持和鼓勵(lì)自主創(chuàng)新的目標(biāo)。
3.2 要充分發(fā)揮大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)的科研作用,讓大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)與一些大中型企業(yè)在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行合作研究,推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展并把最新的研究成果快速的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用于實(shí)際的產(chǎn)品和相關(guān)的領(lǐng)域,為各方面帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益從而達(dá)到相互促進(jìn)的積極作用。
3.3 要明確機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣的主力軍是企業(yè),在這方面,技術(shù)和綜合實(shí)力雄厚的大型企業(yè)將發(fā)揮舉足輕重的作用。有關(guān)部門(mén)應(yīng)該在稅收、金融和其他方面給予一定的優(yōu)惠傾斜。
4 結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。21世紀(jì),機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)械工業(yè)的主角,在各方面都會(huì)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。機(jī)電一體化技術(shù)是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn):
[1]李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2003.
[2]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;組織;施工
Status and development of the mechatronics technology
Wan Xing-li
(Shaanxi Han and Tang Dynasties Computer Co., Ltd Xi''an Shaanxi 710061)
【Abstract】The continuous development of modern science and technology, has greatly promoted the cross-penetration of different disciplines, has led to the technological revolution and the transformation of the fields of engineering. The advent of CNC machine tools, and wrote the first page of the history of the "mechatronics"; microelectronic technology for mechatronics, mechatronics implementation.
【Key words】Mechatronics;Organizations;Construction
1. 機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指?jìng)鹘y(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品采用電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科,機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)和基礎(chǔ)元、部件兩大類(lèi)。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2. 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。有些相關(guān)技術(shù)研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于電子技術(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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。20世紀(jì)70~80年代為第二階段,稱(chēng)為快速發(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)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)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。同時(shí),由于人工智能技術(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(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。
3. 發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)和對(duì)策
機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步;二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)狀;發(fā)展策略;趨勢(shì)
機(jī)電一體化的發(fā)展歷史簡(jiǎn)單明了,從機(jī)電一體化標(biāo)志數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生開(kāi)始,到微電子技術(shù)、可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展,為機(jī)電一體化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),再到激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的產(chǎn)生促使機(jī)電一體化發(fā)展了質(zhì)的飛躍。雖然機(jī)電一體化有著驚人的成就,但是我國(guó)目前的機(jī)電一體化仍然存在著較大問(wèn)題:微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度;機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場(chǎng)占有率的呼聲高,有壓力;我國(guó)用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。
在我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來(lái)我國(guó)的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題,有企業(yè)的“故土難”“死守故業(yè)”問(wèn)題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機(jī)電一體化,開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革,而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí),可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液,帶來(lái)新的活力,把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái),實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。此外,從市場(chǎng)需求的角度看,由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng),差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進(jìn)口量都比較大,因此亟需發(fā)展。一、機(jī)電一體化的發(fā)展策略
1,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)電發(fā)展
目前,機(jī)電一體化研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的單位很多,但各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門(mén)的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題,同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此,建議各主管部門(mén)責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,制定出統(tǒng)管全局的機(jī)電一體化研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃,避免開(kāi)發(fā)乃至生產(chǎn)中的成本浪費(fèi)。
2,發(fā)揮“協(xié)會(huì)”的管理作用目前,機(jī)電一體化較熱,而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制比較混亂,因此,有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu),根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神,以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn),應(yīng)該加強(qiáng)加快機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè),賦予其行業(yè)管理職能?!皡f(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)――理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面,要加強(qiáng)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè);要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體,組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整,進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;發(fā)展過(guò)程;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)
1 機(jī)電一體化的發(fā)展過(guò)程
目前,人們普遍將機(jī)電一體化的發(fā)展概括為三個(gè)階段:一是二十世紀(jì)六十年代之前;在這之前人們開(kāi)始將電子技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品上,尤其是隨著二戰(zhàn)的爆發(fā),加快了電子技術(shù)和機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)合速度。隨后這些技術(shù)逐漸在人們的生活中得到應(yīng)用,也極大的促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是,由于電子技術(shù)并不成熟,在很大程度上限制了機(jī)電結(jié)合技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。二是二十世紀(jì)七十年代至八十年代之間;在該時(shí)期內(nèi)是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)鼎盛時(shí)期,尤其是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展以及應(yīng)用,以及集成電路的規(guī)模化、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,這些技術(shù)的產(chǎn)生都為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且,機(jī)電一體化也受到了很多國(guó)家的關(guān)注,發(fā)展十分迅速。三是九十年代后期;隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的成熟和在機(jī)電控制中的應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始向著智能化的方向發(fā)展。在這一時(shí)期,伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)體系的不斷研究和完善,在很多領(lǐng)域都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化,而且光機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用也豐富了機(jī)電一體化系統(tǒng)。
我國(guó)研究機(jī)電一體化技術(shù)的時(shí)間相對(duì)較晚,是從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始的,在經(jīng)過(guò)了幾代人的共同努力,取得了較為滿意的成果,而且在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面也做出了巨大貢獻(xiàn)。但是,我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展仍然存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題:首先,機(jī)電一體化的基礎(chǔ)理論研究方面,科研力量不足,自主研發(fā)能力較差。尤其是在一些重要的機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā),和發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大的差距。其次,沒(méi)有充分體現(xiàn)出一些科技含高的技術(shù)產(chǎn)品,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)作用并不明顯。最后,機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計(jì)水平還需要不斷的提高。針對(duì)這三點(diǎn)問(wèn)題,需要在今后的工作上有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn),促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的健康穩(wěn)步發(fā)展。
2 國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
當(dāng)前我國(guó)正處于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段,盡管較之以往我們的機(jī)電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績(jī),但是仍然不能忽視存在的問(wèn)題。正確對(duì)待機(jī)遇和挑戰(zhàn),思考并解決當(dāng)前存在的問(wèn)題無(wú)疑會(huì)有助于提高我國(guó)機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能,對(duì)于完善我們的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度也大有裨益。從促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動(dòng)完整的機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看,我們的機(jī)電一體化面臨以下兩點(diǎn)任務(wù):其一,要進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效,這就需要對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行微電子技術(shù)改造。其二,大張旗鼓地開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5, 6]。
首先,在技術(shù)政策上,要對(duì)能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行限制,加快對(duì)落后產(chǎn)品的淘汰。同時(shí),要鼓勵(lì)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)施機(jī)電一體化技術(shù)改造。其次,我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣,發(fā)展迅速,而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的,產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到,所以我們應(yīng)建立機(jī)電一體化行業(yè)“協(xié)會(huì)”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機(jī)構(gòu),并賦予其職能,既有利于深入的行業(yè)調(diào)查,指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整,發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目,又有助于制定出縱覽全局的“機(jī)電一體化”發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃,以避免開(kāi)發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車(chē)。再次,通過(guò)“協(xié)會(huì)”的有效組織和廣泛宣傳,一來(lái)可以建立行業(yè)信息平臺(tái),及時(shí)分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息,二來(lái)可以增加產(chǎn)業(yè)在社會(huì)上的認(rèn)知,使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持 “機(jī)電一體化”的發(fā)展,既可以吸引外商到我國(guó)投資發(fā)展“機(jī)電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時(shí),盡管人民幣升值短期內(nèi)會(huì)減緩我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品出口,但對(duì)技術(shù)貿(mào)易來(lái)講,卻可以利用此時(shí)的時(shí)機(jī),大量引進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù),反哺自身加工業(yè),提高企業(yè)的利潤(rùn)空間。作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家,大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù),用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),開(kāi)發(fā)數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,既是振興我國(guó)傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力,也是一條促使機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑。
2 機(jī)電一體化的核心技術(shù)
2.1 機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?,F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是采用鋼鐵材料為主創(chuàng)造的,為了減輕質(zhì)量,除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)外,主要應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了質(zhì)量,才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化,在控制方面才能夠改善快速響應(yīng)特性,減少消耗能量,提高效率。
2.2 信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化是與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備(特別是微型計(jì)算機(jī))的普及應(yīng)用分不開(kāi)的。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化,必須提高信息處理設(shè)備的可靠性,包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性,進(jìn)而提高處理速度,并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
2.3 驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用,但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前,正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件―傳感器―電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
2.4 接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅給信息傳遞和維修帶來(lái)方便,而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前,正致力于發(fā)展低成本、高速串行的接口,來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
2.5 傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō),目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 智能化
智能化是21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
3.2 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ),如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人;而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
3.3 微型化
微型化興起于20 世紀(jì)80 年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3 的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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(lèi)。
3.4 綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源, 回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品, 具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。
參考文獻(xiàn):
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[3]康存麗,楊保群.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用簡(jiǎn)介[J].微電機(jī),2009 (8).
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
一、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段,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)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)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)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,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(duì)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(shì)都進(jìn)行了深入研究。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
1.智能化趨勢(shì)
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。
2.模塊化趨勢(shì)
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程,利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),便于各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?;瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品,利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè),因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。
4.微型化趨勢(shì)
微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。
微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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)。
【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來(lái),人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后,刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。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)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)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)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)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(zhēng)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(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開(kāi)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段,可稱(chēng)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)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)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)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,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(duì)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(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于人工智能技術(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,更為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
(一)智能化趨勢(shì)
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。
(二)模塊化趨勢(shì)
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?;瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
(三)網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?,F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè),因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。
(四)微型化趨勢(shì)
微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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)。
如今世界各國(guó)都在大力發(fā)展推行機(jī)電一體化的先進(jìn)技術(shù)及在生活生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用。它不僅關(guān)系到全球各國(guó)各個(gè)方面的發(fā)展,也成為了體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家綜合能力的象征。
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的狀況
1、機(jī)電一體化技術(shù)的第一階段
在二十世紀(jì)的六十年代以前被稱(chēng)為第一階段。這一時(shí)期。人們開(kāi)始不自覺(jué)的去利用電子技術(shù)初步的成功去補(bǔ)充和完善機(jī)械的性能。尤其是二戰(zhàn)的爆發(fā),刺激了電子和機(jī)械的結(jié)合。戰(zhàn)后這些軍用技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)化為民用技術(shù),使戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)迅速的恢復(fù)。但是當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到一定的技術(shù)水平,電子和機(jī)械的相結(jié)合還沒(méi)有能力深入的研究和開(kāi)發(fā),而那些已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)了的產(chǎn)品也沒(méi)有辦法進(jìn)行大量的推廣。
2機(jī)電一體化技術(shù)的第二個(gè)階段
在二十世紀(jì)的七十到八十年代被稱(chēng)為第二階段,同時(shí)也是最為蓬勃發(fā)展的一個(gè)階段。在這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等都在的不斷進(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)奠定了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模的集成電路也在迅速的的發(fā)展是機(jī)電一體化技術(shù)有了結(jié)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
3、機(jī)電一體化技術(shù)的第三個(gè)階段
到了二十世紀(jì)九十年代的后期,就是機(jī)電一體化的第三個(gè)階段,同時(shí)也開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能發(fā)展,進(jìn)而進(jìn)入了深入探索的新階段。光學(xué)和通信的技術(shù)也融入了機(jī)電一體化的技術(shù),那些細(xì)微的加工技術(shù)也慢慢從機(jī)電一體化技術(shù)中浮現(xiàn)出來(lái),于是就出現(xiàn)了光機(jī)電一體化與微機(jī)電一體化兩種體系。另外在對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入深入研究的同時(shí),也為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了廣闊的發(fā)展空間。
我國(guó)是從二十世紀(jì)的八十年代才開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行研究并且開(kāi)始應(yīng)用的,在制定“九五”規(guī)劃的時(shí)候考慮到了機(jī)電一體化給各個(gè)國(guó)家?guī)?lái)經(jīng)濟(jì)上的效益和影響。許多的大專(zhuān)的院校及研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用做了大量的工作,并取得了一定的成果。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1、智能化
智能化在二十一世紀(jì)對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的發(fā)展方向,在對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究中人工智能慢慢的得到了重視。智能化是指在控制理論的基礎(chǔ)上,接納和吸收新的思想和方式模擬人類(lèi)的智能達(dá)到更高的目標(biāo)。然而使機(jī)電一體化的產(chǎn)品擁有和人類(lèi)相同的智力是不可能的,也沒(méi)有必要。但是高性能的微處理器讓機(jī)電一體化的產(chǎn)品楊浦低級(jí)智能或者只是人的部分智能是完全有可能有必要的。
2、模塊化
模塊化是一項(xiàng)艱巨的工程,因?yàn)闄C(jī)電一體化的產(chǎn)品、種類(lèi)太多,研制出標(biāo)準(zhǔn)的接口在機(jī)電一體化中是十分重要的事情。利用標(biāo)準(zhǔn)的單元迅速的開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這時(shí)需要制定各項(xiàng)的準(zhǔn)則,便于各部件、單元所匹配的接口??梢詮膶?duì)電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化制度,對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電一體化或是生產(chǎn)一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化了這些企業(yè)會(huì)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
3、網(wǎng)絡(luò)化
在二十世紀(jì)的九十年代,計(jì)算機(jī)最突出的就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)的興起和發(fā)展對(duì)于大到科學(xué)技術(shù)小到日常生活都帶來(lái)了巨大的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)將全球的經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)連了企業(yè),企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也實(shí)現(xiàn)了全球化、機(jī)電一體化。只要有功能獨(dú)到、性能可靠的新產(chǎn)品研制出來(lái),馬上就在全球暢銷(xiāo)。網(wǎng)絡(luò)的普及讓人們?cè)诩乙材芟硎艿礁呖萍妓鶐?lái)的便捷。由此可見(jiàn),機(jī)電一體化的產(chǎn)品勢(shì)必要朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向去發(fā)展。
4、微型化
二十世紀(jì)八十年代末所興起的微型化是說(shuō),機(jī)電一體化朝著微型機(jī)器‘微觀領(lǐng)域發(fā)展。而微機(jī)電一體化的產(chǎn)品有著體積小、運(yùn)動(dòng)相當(dāng)?shù)撵`活、耗能少的優(yōu)勢(shì)。在醫(yī)療、信息等方面有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),
5、綠色化
隨著工業(yè)日益的發(fā)達(dá),給人們的生活可以說(shuō)帶來(lái)了翻天覆地的感覺(jué)。任何事物都存在著兩面性,在享有物質(zhì)豐富生活舒適的同時(shí),我們的資源減少了,生態(tài)環(huán)境被污染了。便開(kāi)始呼吁環(huán)保,在這種環(huán)境下綠色無(wú)污染的產(chǎn)品就產(chǎn)生了,而綠色化儼然成為了時(shí)代的一個(gè)趨勢(shì)。綠色無(wú)污染的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到銷(xiāo)毀的過(guò)程中,完全符合特定的環(huán)境要求和人類(lèi)健康的要求,把對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害降到最低。把環(huán)保的概念與機(jī)電一體化的產(chǎn)品相結(jié)合,有一定的發(fā)展前景。而綠色的機(jī)電一體化是指,使用的時(shí)候不污染環(huán)境,還可回收利用。
6、系統(tǒng)化
系統(tǒng)化所表現(xiàn)出來(lái)的重要特征之一,就是關(guān)對(duì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的運(yùn)用開(kāi)放和模式化的結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)可以隨意靈活的組成形態(tài),并進(jìn)行任意的剪裁組合,以便于實(shí)現(xiàn)多子的系統(tǒng)控制和管理。特征之二就是通信的功能加強(qiáng)了,在未來(lái)的機(jī)電一體化會(huì)更加的注重產(chǎn)品和人之間的關(guān)系。機(jī)電一體化的人格化有兩個(gè)含義,第一個(gè)就是最終使用機(jī)電一體化產(chǎn)品的對(duì)象是人,不管在怎樣的賦予機(jī)電產(chǎn)品一體化人的情感和智能。使之人性越來(lái)越明顯,尤其是家用的機(jī)器人,最高的境界就是實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化。而另一個(gè)含義是指模仿生物的機(jī)理,從而研制出各種機(jī)電一體化的各種產(chǎn)品。實(shí)事也是如此。很多的機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受到動(dòng)物的啟蒙而研究出來(lái)的。
結(jié)束語(yǔ):
所以得出的結(jié)論就是機(jī)電一體化的出現(xiàn)并不是孤立存在的,它是由許多科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展所得出的結(jié)晶,也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度必然的結(jié)果。機(jī)電一體化的技術(shù)將會(huì)成為二十一世紀(jì)機(jī)械工業(yè)的主角。在各個(gè)方面都可以帶來(lái)明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)上的效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展,各個(gè)技術(shù)之間互相融合的的趨勢(shì)也隨之越來(lái)越明顯。以機(jī)械技術(shù)和微電子的技術(shù)有效的結(jié)合起來(lái),成為機(jī)電一體化技術(shù)的主體。成為機(jī)械工業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì),機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將會(huì)越來(lái)越寬廣。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展方向
工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于人們的生活有重要意義,例如人們?nèi)粘I钪械募矣秒娖骷吧a(chǎn)工作中所用的機(jī)械設(shè)備等都屬于工業(yè)生產(chǎn),因此工業(yè)的發(fā)展能直接影響人們的生活質(zhì)量。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)逐步滲透到人們生活的各個(gè)方面,在推動(dòng)各行業(yè)技術(shù)水平發(fā)展的同時(shí),也進(jìn)一步推進(jìn)了工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)正是處于這種社會(huì)背景之下,機(jī)械化生產(chǎn)方式才逐步向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)保節(jié)能化邁進(jìn)。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化技術(shù)的起步較早,從上世紀(jì)60年代開(kāi)始一些發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)中就已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)方式,而后有了計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、無(wú)人化工廠、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、納米技術(shù)等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用,但是因?yàn)樵S多因素的制約,我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有不小的差距。上世紀(jì)60年代我國(guó)機(jī)械行業(yè)應(yīng)用的生產(chǎn)機(jī)床仍然是最基本的裝備,不僅工藝落后,并且勞動(dòng)強(qiáng)度較大,生產(chǎn)效率低,嚴(yán)重影響企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。到90年代后期,機(jī)電一體化技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用逐漸開(kāi)始發(fā)展,一直到現(xiàn)在人工智能技術(shù)才得到了廣泛的應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也加快了速度。
隨著機(jī)電一體化技術(shù)研究的不斷深入,該技術(shù)在人們生活中得到了廣泛的應(yīng)用,例如電視機(jī)、電腦、洗衣機(jī)等等;此外,許多工廠的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)功能的控制等也屬于機(jī)電一體化應(yīng)用。目前,隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展,電子智能技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始逐步結(jié)合,使機(jī)電一體化技術(shù)在智能化發(fā)展方面有了顯著的進(jìn)步。例如,智能機(jī)器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛(wèi)生,為人們帶來(lái)樂(lè)趣,還可以進(jìn)行廢墟搜救等工作。雖然智能機(jī)器人的發(fā)展還處于初級(jí)階段,但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)必將為人類(lèi)的生活與生產(chǎn)作出更多貢獻(xiàn)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向
21世紀(jì)是屬于信息化、智能化的新時(shí)代,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度使各種新型技術(shù)處于不斷改革創(chuàng)新的過(guò)程中。將機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)處理技術(shù)等相互整合發(fā)展產(chǎn)生的新型技術(shù)不斷推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。因此,我國(guó)必須加強(qiáng)這一方面的理論研究與應(yīng)用研究工作,進(jìn)一步縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)電一體化技術(shù)上的差距。以宏觀角度研究我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀,科學(xué)的預(yù)測(cè)該技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向,對(duì)于提高該技術(shù)的研發(fā)能力具有極大的促進(jìn)作用。
(一)系統(tǒng)化
將機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)放化、多樣化,不僅能夠提高工業(yè)生產(chǎn)效率,還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠在不同方面滿足市場(chǎng)需求,但是多種機(jī)電一體化產(chǎn)品的整合運(yùn)用,則能同時(shí)滿足實(shí)際情況中多個(gè)方面的市場(chǎng)需求。針對(duì)市場(chǎng)的多樣化需求,機(jī)電一體化產(chǎn)品也逐漸向系統(tǒng)化方向發(fā)展。努力實(shí)現(xiàn)不同種類(lèi)機(jī)電一體化產(chǎn)品的兼容并用,是機(jī)電一體化技術(shù)的必然發(fā)展方向。
(二)微型化
將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)以納米尺度相融合所產(chǎn)生的產(chǎn)品,就是微型機(jī)電一體化產(chǎn)品。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),是將傳統(tǒng)尺度的機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行最大限度的縮小,在通常體積上不超過(guò)1立方厘米。這種縮小并不是簡(jiǎn)單的縮小尺寸,而是將傳統(tǒng)機(jī)械制造方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑圃?,這已經(jīng)成為了機(jī)電一體化學(xué)科中的新型技術(shù)。體積小、能耗低、運(yùn)用靈活等都是微型化機(jī)電一體產(chǎn)品的特點(diǎn),其在醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域都已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。例如醫(yī)療過(guò)程中的微創(chuàng)技術(shù)就屬于微型機(jī)電一體化技術(shù);軍事所用的微型間諜竊聽(tīng)器也是微型機(jī)電一體化產(chǎn)品。
(三)智能化
機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要方向之一必定包含智能化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,人們正在不斷研發(fā)可以在多種領(lǐng)域替代人類(lèi)智能活動(dòng)的產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)智能發(fā)展,主要表現(xiàn)在機(jī)電產(chǎn)品能產(chǎn)生類(lèi)似人類(lèi)邏輯思考及自我決策能力等方面。例如,在數(shù)控機(jī)床上設(shè)置人機(jī)對(duì)話功能、人類(lèi)生產(chǎn)模擬程序等,都能給產(chǎn)品的生產(chǎn)操作與維護(hù)等工作方面帶來(lái)極大便利。因此,智能化發(fā)展在推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展上可以起到較大的促進(jìn)作用。
(四)環(huán)?;?/p>
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,自然界的各種資源物質(zhì)越來(lái)越匱乏,環(huán)境破壞問(wèn)題日益嚴(yán)重,人們?cè)趯で蟀l(fā)展的過(guò)程已經(jīng)注意到環(huán)境保護(hù)的重要性,環(huán)保成為了各行各業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要考慮因素。所以機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)也必然會(huì)朝著環(huán)?;斑M(jìn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、使用、甚至在銷(xiāo)毀的整個(gè)過(guò)程中,都可以盡量提高對(duì)有限資源的利用率,最大限度的減少環(huán)境污染問(wèn)題,并且保證產(chǎn)品質(zhì)量。環(huán)?;瘷C(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點(diǎn),這不僅是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),也是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。
(五)網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也在飛速的發(fā)展之中,已經(jīng)全面滲透到人們?nèi)粘I畹母鞣礁髅?,為人?lèi)生活與生產(chǎn)提供了極大便利,對(duì)其它技術(shù)的發(fā)展也起到了促進(jìn)作用,機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向也必然會(huì)趨于網(wǎng)絡(luò)化。如今,全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分迅速,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)逐步由國(guó)內(nèi)市場(chǎng)轉(zhuǎn)向國(guó)際市場(chǎng),機(jī)電一體化技術(shù)想要掌握最新的發(fā)展?fàn)顩r,就必須充分利用網(wǎng)絡(luò)了解最新技術(shù)咨詢。研究人員也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)國(guó)界交流,促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化技術(shù)不僅促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展,也提高了人們的生活質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,將會(huì)有更多的學(xué)科技術(shù)相互交叉整合,出現(xiàn)更多有利于人類(lèi)生活與生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展前景也會(huì)更加廣闊。
參考文獻(xiàn)
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一、火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展
2005年底,我國(guó)建成投產(chǎn)的煙氣脫硫機(jī)組容量由2000年的500萬(wàn)千瓦上升到了5300萬(wàn)千瓦,增長(zhǎng)了近10倍,約占火電裝機(jī)容量的14%,正在建設(shè)的煙氣脫硫機(jī)組容量超過(guò)1億千瓦。目前,已有石灰石-石膏濕法、煙氣循環(huán)流化床、海水脫硫法、脫硫除塵一體化、半干法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化法、活性焦吸附法、電子束法等十多種煙氣脫硫工藝技術(shù)得到應(yīng)用。與國(guó)外情況一樣,在諸多脫硫工藝技術(shù)中,石灰石-石膏濕法煙氣脫硫仍是主流工藝技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),投運(yùn)、在建和已經(jīng)簽訂合同的火電廠煙氣脫硫工藝技術(shù)中,石灰石-石膏濕法占90%以上??傮w看,我國(guó)煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)已具備了年承擔(dān)近億千瓦裝機(jī)脫硫工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及總承包能力。
(一)脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)90%以上。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝中的關(guān)鍵設(shè)備,如漿液循環(huán)泵、真空皮帶脫水機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)、氣氣換熱器、煙氣擋板等,國(guó)內(nèi)已具備研發(fā)和生產(chǎn)加工能力。如石家莊泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的系列脫硫漿液循環(huán)泵已應(yīng)用于96個(gè)脫硫工程;成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的脫硫增壓風(fēng)機(jī)已應(yīng)用于100個(gè)脫硫工程;上海鍋爐廠生產(chǎn)的氣氣換熱器已應(yīng)用于60個(gè)脫硫工程。從設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用看,石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術(shù)設(shè)備、材料國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%左右,部分煙氣脫硫工程國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)了95%,其它工藝技術(shù)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率大于90%。
(二)煙氣脫硫主流工藝技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。通過(guò)自主研發(fā)和引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng)新,我國(guó)已擁有了30萬(wàn)千瓦級(jí)火電機(jī)組自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫主流工藝技術(shù),并經(jīng)過(guò)了一年以上的工程實(shí)踐檢驗(yàn)。如蘇源環(huán)保工程股份有限公司研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù),已成功應(yīng)用于太倉(cāng)港環(huán)保發(fā)電有限公司二期2×300MW煙氣脫硫工程;北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司在引進(jìn)德國(guó)技術(shù)基礎(chǔ)上消化、吸收和再創(chuàng)新,擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù),并成功應(yīng)用于江陰蘇龍發(fā)電有限公司三期2×330MW煙氣脫硫工程。以上兩個(gè)工程項(xiàng)目經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn),并通過(guò)了工程后評(píng)估,專(zhuān)家認(rèn)為兩公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫工藝技術(shù)都具有成熟、可靠、適用性強(qiáng)的特點(diǎn),達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。其它工藝技術(shù)我國(guó)大多也擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),只是應(yīng)用于機(jī)組容量20萬(wàn)千瓦及以下火電機(jī)組,有些剛剛投運(yùn)或正在施工建設(shè),有待實(shí)踐檢驗(yàn)。
(三)具備煙氣脫硫工程總承包能力。截止2005年底,具備一定技術(shù)、資金、人員實(shí)力,且擁有10萬(wàn)千瓦及以上機(jī)組煙氣脫硫工程總承包業(yè)績(jī)的公司近50家;其中,合同容量超過(guò)200萬(wàn)千瓦裝機(jī)的公司有17家,超過(guò)1000萬(wàn)千瓦裝機(jī)的公司有7家。北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司總承包合同容量達(dá)到了2471萬(wàn)千瓦。
(四)脫硫工程造價(jià)大幅度降低。由于煙氣脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率大幅度提高及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等因素,煙氣脫硫工程造價(jià)大幅降低,如30萬(wàn)千瓦及以上新建火電機(jī)組的煙氣脫硫工程每千瓦造價(jià)已由最初的1000多元(人民幣,下同)降到目前的200元左右。20萬(wàn)千瓦及以下現(xiàn)有火電機(jī)組的煙氣脫硫工程每千瓦造價(jià)也降至250元以下。
二、存在的主要問(wèn)題
(一)煙氣脫硫技術(shù)自主創(chuàng)新能力仍較低。截止目前,我國(guó)只有少數(shù)脫硫公司擁有30萬(wàn)千瓦及以上機(jī)組自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫技術(shù),大多數(shù)脫硫公司仍需采用國(guó)外技術(shù),而且消化吸收、再創(chuàng)新能力較弱。采用國(guó)外技術(shù),要向國(guó)外公司支付技術(shù)引進(jìn)費(fèi)和技術(shù)使用費(fèi)。據(jù)初步測(cè)算,已向國(guó)外公司支付技術(shù)引進(jìn)費(fèi)約3.2億元,技術(shù)使用費(fèi)約3億元。
(二)脫硫市場(chǎng)監(jiān)管急需加強(qiáng)。近幾年,由于脫硫市場(chǎng)急劇擴(kuò)大,一批從事脫硫的環(huán)保公司如雨后春筍般誕生。但行業(yè)準(zhǔn)入缺乏監(jiān)管,對(duì)脫硫公司資質(zhì)、人才、業(yè)績(jī)、融資能力等方面無(wú)明確規(guī)定,脫硫公司良莠不齊,一些脫硫公司承建的煙氣脫硫工程質(zhì)量不過(guò)關(guān)。另外,對(duì)煙氣脫硫工程招投標(biāo)的監(jiān)管不到位或監(jiān)管不力,部分工程招投標(biāo)存在走過(guò)場(chǎng)現(xiàn)象。
(三)部分脫硫設(shè)施難以高效穩(wěn)定運(yùn)行。據(jù)業(yè)內(nèi)人士反映,目前已建成投產(chǎn)的煙氣脫硫設(shè)施實(shí)際投運(yùn)率不足60%,減排二氧化硫的作用沒(méi)有完全發(fā)揮。主要原因:一是有些脫硫公司對(duì)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備依賴度較高,沒(méi)有完全掌握工藝技術(shù),系統(tǒng)設(shè)計(jì)先天不足,個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障后難以及時(shí)修復(fù);二是部分老電廠的脫硫電價(jià)政策沒(méi)及時(shí)到位;三是環(huán)保執(zhí)法不嚴(yán),對(duì)脫硫設(shè)施日常運(yùn)行缺乏嚴(yán)格監(jiān)管或監(jiān)管不到位;四是部分電廠為獲經(jīng)濟(jì)利益,故意停運(yùn)脫硫設(shè)施。
三、建議
(一)加大脫硫技術(shù)自主創(chuàng)新力度。國(guó)家加大資金投入,支持煙氣脫硫的自主創(chuàng)新。對(duì)于引進(jìn)的脫硫技術(shù),創(chuàng)新的重點(diǎn)是降低工程造價(jià)和降低系統(tǒng)能源消耗。對(duì)于原始創(chuàng)新的,特別是已完成5萬(wàn)千瓦及以上機(jī)組試驗(yàn)工程的脫硫技術(shù),創(chuàng)新的重點(diǎn)是適用于更大裝機(jī)容量的脫硫技術(shù)。對(duì)于已有工程業(yè)績(jī)的脫硫技術(shù),創(chuàng)新的重點(diǎn)是副產(chǎn)品的有效利用和完全處置。對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備,創(chuàng)新的重點(diǎn)是提高設(shè)備可靠性和使用壽命。