第八章发展趋势与展望近年来，甘肃省中小企业信用担保业取得长足发展，为解决中小企业“融资难”发挥了积极作用，“一体两翼三层”的体系构架基本形成；担保业务以平均21%的速度增长；为近万户中小企业和4.5万社会创业者提供了融资服务；省市（州）政府政策支持力度加大，发展环境明显优化；担保机构实力显著增强，主流担保公司做大做强趋势明显；带有个性化特色的制度与业务创新不断深化，持续发展充满活力。......
2024-09-03
机电一体化：趋势和发展展望
【摘要】：机电一体化新产品一旦被研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。图1－5网络化的家电微型化微型化兴起于20世纪80年代末，它指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过1 cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。因此，设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。
随着光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化领域，出现了光机电一体化和微机电一体化等新的分支。同时，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域均取得了巨大进步，并为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有以下几个。
（1）智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是其中一项重要应用。图1－4所示为智能机器人。
图1－4 智能机器人
“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。当然，想要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。
（2）模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事，如研制集减速、智能调速、电动机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，并能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。
（3）网络化
计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦被研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
例如，现场总线和局域网技术已使家用电器网络化成大势，如图1－5所示，利用家庭网络（Home Net）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（Computer Integrated Appliance System，CIAS）。人们可以在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
图1－4 智能机器人
“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。当然，想要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。
（2）模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事，如研制集减速、智能调速、电动机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，并能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。
（3）网络化
计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦被研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
例如，现场总线和局域网技术已使家用电器网络化成大势，如图1－5所示，利用家庭网络（Home Net）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（Computer Integrated Appliance System，CIAS）。人们可以在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
现代智能家居产品
现代智能家居产品
图1－5 网络化的家电
（4）微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，它指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1 cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类，如图1－6所示。
图1－5 网络化的家电
（4）微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，它指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1 cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类，如图1－6所示。
图1－6 微型产品
（a）光刻机；（b）蚀刻机
（5）绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化：一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，可以说绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因此，设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指产品在使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
（6）系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多个子系统协调控制和综合管理。系统化表现特征之二是通信、互动功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化产品的最终使用对象是人，故如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要。
2015年5月，国务院印发《中国制造2025》，这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。伴随着“中国制造2025”计划的提出，未来制造业升级会与创新联系紧密，重在高新科技领域，如新一代信息技术、高档数控机床和机器人、节能与新能源汽车等。与此同时，机电一体化也将迎来更快、全新的发展机遇。
国家“十三五”规划提出，“中国制造”要转向“中国智造”。机电一体化技术是制造业实现自动化生产的基础，是关系到国家战略地位和体现国力水平的重要标志。机电一体化技术的应用是提高制造业产品质量和劳动生产率的重要手段，在制造领域得到了普遍应用，该技术正以前所未有的速度发展，大量新型现代化企业也应运而生，前景十分广阔。
图1－6 微型产品
（a）光刻机；（b）蚀刻机
（5）绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化：一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，可以说绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因此，设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指产品在使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
（6）系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多个子系统协调控制和综合管理。系统化表现特征之二是通信、互动功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化产品的最终使用对象是人，故如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要。
2015年5月，国务院印发《中国制造2025》，这是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。伴随着“中国制造2025”计划的提出，未来制造业升级会与创新联系紧密，重在高新科技领域，如新一代信息技术、高档数控机床和机器人、节能与新能源汽车等。与此同时，机电一体化也将迎来更快、全新的发展机遇。
国家“十三五”规划提出，“中国制造”要转向“中国智造”。机电一体化技术是制造业实现自动化生产的基础，是关系到国家战略地位和体现国力水平的重要标志。机电一体化技术的应用是提高制造业产品质量和劳动生产率的重要手段，在制造领域得到了普遍应用，该技术正以前所未有的速度发展，大量新型现代化企业也应运而生，前景十分广阔。
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