机电一体化发展前景毕业论文.docx

工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文1工程职业技术学院毕业论文课题名称机电一体化发展前景专业系机电一体化班级机电专业学生姓名指导老师完成日期年月日毕业论文设计工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文2目录摘要1关键词1正文1一机电一体化概要11机电一体化技术发展11数字化12智能化13模块化14网络化25人性化26微型化27集成化28带源化29绿色化22机电一体化产品2二机电一体化的现状和发展趋势2三机电一体化的未来发展4四我国发展机电一体化面临的形势和任务51我国机电一体化工作面临的形势52我国机电一体化工作的任务6五发展机电一体化的对策61加强统筹安排协调发展计划62强化行业管理发挥协会作用63优化发展环境增大支持力度64突出发展重点兼顾两个层次6结束语7参考文献8工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文3摘要在机械工程领域由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化使机械工业的技术结构产品机构功能与构成生产方式及管理体系发生了巨大变化使工业生产由机械电气化迈入了机电一体化为特征的发展阶关键词机电一体化发展系统前言一机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能动力功能信息处理功能和控制功能上引进电子技术将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科随着科学技术的不但发展还将被赋予新的内容但其基本特征可概括为机电一体化是从系统的观点出发综合运用机械技术微电子技术自动控制技术计算机技术信息技术传感测控技术电力电子技术接口技术信息变换技术以及软件编程技术等群体技术根据系统功能目标和优化组织目标合理配置与布局各功能单元在多功能高质量高可靠性低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术由此而产生的功能系统则成为一个机电工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文4一体化系统或机电一体化产品因此机电一体化涵盖技术和产品两个方面1机电一体化技术发展机电一体化是机械微电子控制计算机信息处理等多学科的交叉融合其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展其主要发展方向有数字化智能化模块化网络化人性化微型化集成化带源化和绿色化1数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础如不断发展的数控机床和机器人而计算机网络的迅速崛起为数字化设计与制造铺平了道路如虚拟设计计算机集成制造等数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性易操作性可维护性自诊断能力以及友好人机界面数字化的实现将便于远程操作诊断和修复2智能化即要求机电产品有一定的智能使它具有类似人的逻辑思考判断推理自主决策等能力随着模糊控制神经网络灰色理论小波理论混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展为机电一体化技术发展开辟了广阔天地3模块化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动力接口环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作如研制具有集减速变频调速电机一体的动力驱动单元具有视觉图像处理识别和测距等功能的电机一体控制单元等这样在产品开发设计时可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品4网络化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现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处因此机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展给人工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文5们带来无穷的知识和方便5人性化机电一体化产品的最终使用对象是人如何给机电一体化产品赋予人的智能情感和人性显得愈来愈重要机电一体化产品除了完善的性能外还要求在色彩造型等方面与环境相协调使用这些产品对人来说还是一种艺术享受如家用机器人的最高境界就是人机一体化6微型化微型化是精细加工技术发展的必然也是提高效率的需要微机电系统MicroElectronicMechanicalSystems简称MEMS是指可批量制作的集微型机构微型传感器微型执行器以及信号处理和控制电路直至接口通信和电源等于一体的微型器件或系统自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来国内外在MEMS工艺材料以及微观机理研究方面取得了很大进展开发出各种MEMS器件和系统如各种微型传感器压力传感器微加速度计微触觉传感器各种微构件微膜微粱微探针微连杆微齿轮微轴承微泵微弹簧以及微机器人等7集成化集成化既包含各种技术的相互渗透相互融合和各种产品不同结构的优化与复合又包含在生产过程中同时处理加工装配检测管理等多种工序为了实现多品种小批量生产的自动化与高效率应使系统具有更广泛的柔性8带源化是指机电一体化产品自身带有能源如太阳能电池燃料电池和大容量电池由于在许多场合无法使用电能带源化是机电一体化产品的发展方向之一9绿色化科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化在物质丰富的同时也带来资源减少生态环境恶化的后果所以人们呼唤保护环境回归自然实现可持续发展绿色产品概念在这种呼声中应运而生绿色产品是指低能耗低材耗低污染舒适协调而可再生利用的产品在其设计制造使用和销毁时应符合环工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文6保和人类健康的要求机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境产品寿命结束时产品可分解和再生利用2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CADCAM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机电一体化的现状和发展趋势机电一体化发展至今已经成为一门自成一体的新型学科随着科学技术的不断发展必将被赋一予新的内容但其基本特征可概括为机电一体化是从系统的观点出发综合运用机械技术微电子技术自动控制技术汁算机技术信息技术传感测控技术电力电子技术接口技术信息变换技术以及软件编程技术等群体技术根据系统功能目标和优化组织目标合理配置与布局各功能单元在多功能高质量高可靠性低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最终达到最优化的系统工程技术由此而产生的功能系统就成为一个机电一体化系统或机电一体化产品因此机电一体化涵盖技术和产品两个方面只是机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术而不是机械技术微电子技术以及其它新技术的简单组合拼凑这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别机械工程技术由纯技工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文7术发展到机械电气化仍属传统机械其主要功能依然是代替和放大的体现但一一机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为个阶段世纪年代以前为第一阶段这一阶段称为初级阶段在这一时期人们不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能特别是在第二次世界大战期间战争极大地刺激了机械产品与电子技术的结合这些机电相结合的军用技术战后转为民用对战后经济的恢复起到了积极的作用从当时研制和开发的总体上看还处于自发状态由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展已经开发的产品也无法大量推广使用世纪一年代为第二阶段可称为蓬勃发展阶段这一时期计算机技术控制技术通信技术的发展为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础大规模超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展为机电一体化的发展提供了充分的物质基础世纪年代后期开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段机电一体化进人深人发展时期一方面光学通信技术等进人了机电一体化微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支另一方面对机电一体化系统的建模设计分析和集成方法机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究同时由于人工智能技术神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地这些研究将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系使人们有更好的发展给人类带来生活的方便机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械电子光学控制计算机信息等多学科的交叉综合它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步因此机电一体化的主要发展方向如下智能化智能化是世纪机电一体工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文8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的研究日益获得重视机器人与数控机床的智能化就是重要应用这里所说的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和混沌动力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以及各种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由于利益冲突近期很难制定国际或国内这方面的标准但可以通过组建一些大企业逐渐形成显然从电气产品的标准化系列化带来的好处可以肯定无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业规模化将给机电一体化企业带来美好的前程网络化世纪年代计算机技术等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因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展微型化微型化兴起于世纪年代末指的是机电一体化向微型机器和微观领域工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文9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使用时不污染生态环境报废后能回收利用人们大量倡导绿化工业能够给人们带来的美好的生活良好的生活品质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子系统协调控制和综合管理表现之二是通信功能的大大加强一般除外还有人格化未来的机电一体化更加注重产品与人的关系机电一体化的人格化机电一体化的未来发展1全息系统化全息系统化也即智能化是对机器的行为描述即在控制理论的基础上吸收计算机科学模糊数学运筹学混沌动力学人工智能心理学和生理学等新的学科方法新的设计思想从而模拟人类的思维能力使它如同人一样具有思维意识等能力以便达到更高水平的控制目标随着机电一体化技术的发展机电一工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文10体化产品智能特征也越来越明显智能化水平也是日趋上升新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用当然要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的也没有这个必要但是高性能高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能则是完全可能而又必要的2微型机电化在实验室中目前通过半导体蚀刻技术已经制造出亚微米级的机械元件如果这一成果应用于实际产品时那么就没有必要再区分什么是控制器什么是机械部分了这时就完全的实现机械和电子的融合这样CPU机体传感器执行机构就可以集成在一起而且体积小同时组成一种自律元件这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势在国外人们称其为微电子机械系统也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品一并向微米级纳米级发展正因为微机电一体化产品耗能少体积小运动灵活在军事生物医疗信息等方面占有很高的地位和很大的优势3光机电一体化光机电一体化是机电产品发展的重要趋势因为机电一体化系统是由机械系统能源系统传感系统和信息处理系统等部件构成的因此在机电一体化技术中引进光学技术充分利用光学技术的先天优点有效地改进机电一体化系统的能源系统传感系统和信息处理系统4产品网络全球化计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展同时给日常生活都带来了全新的面貌全球生产经济被各种网络连成一片企业间的竞争也将出现网络全球化一旦研制出机电一体化新产品只要其质量有保证功能可靠必然会畅销全球因为有了网络的普及那么只要是关于网络的各种工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文11远程监视和控制技术也就方兴未艾然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品因此机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展5产品绿色化随着工业的发达人们的生活也发生了巨大的变化物质需求丰富生活舒适可用资源减少生态环境受到严重破坏因为这些现象的出现人们开始呼吁保护环境资源回归自然那么此时绿色产品的概念也就应运而生这是一个时代的绿色化趋势在这里机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不破坏生态环境报废后还能回收利用因此机电一体化绿色产品在其设计制造使用和销毁的过程中应完全符合生存环境和人类健康的要求对生态环境尽可能的无害或危害极少资源利用率要极高由于这种客观的存在性设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高但其具有远大的发展空间6机电一体化的人格化其有两层含义机电一体化产品的使用对象是人怎样将人的智能情感人性赋予机电一体化产品显得越来越重要尤其是家用机器人其最高境界就是人机一体化模仿生物机理研制出各种机电一体化产品随着科技的发展机电一体化装置对信息的依赖性越来越大很多时候类似于活的生物当大脑停止工作时生物便死亡而大脑工作时生物就充满活力即信息决定系统的工作与否目前在仿生学研究领域中已经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的机体但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题这一研究领域被称之为生物软件或者说生物系统而生物的特点正是肌体硬件大脑软件一体不可分割机电一体化产品向生物系统化发展是好但是目前的技术与理论还是有很大的差距因此还需要更加倍的努力四我国发展机电一体化面临的形势和任务工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文12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1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2我国机电一体化工作的任务工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文13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五发展机电一体化的对策1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以后会发展顺利和正确的发展机电一体化2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展3优化发展环境增大支持力度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工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文14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在经济政策上要多给机电一体化科研攻关课题开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会银行发设贷款要多向机电一体化技术改进生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜成立机电一体化发展基金支持机电一体化生产发展等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搞好绿色化发展促使人们提供更好的发展4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结束语综上所述机电一体化的出现不是孤立的它是许多科学技术发工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文15展的结晶是社会生产力发展到一定阶段的必然要求当然与机电一体化相关的技术还有很多并且随着科学技术的发展各种技术相互融合的趋势将越来越明显机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明结束语综上所述机电一体化的出现不是孤立的它是许多科学技术发展的结晶是社会生产力发展到一定阶段的必然要求当然与机电一体化相关的技术还有很多并且随着科学技术的发展各种技术相互融合的趋势将越来越明显机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明工程职业技术学院机电一体化专业XX届毕业论文16参考文献1杨自厚人工智能技术及其在钢铁工业中的应用冶金自动化199452唐立新钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究冶金自动化199643唐怀斌工业控制的进展与趋势自动化与仪器仪表199644王俊普智能控制M合肥中国科学技术大学出版社19965林行辛钢铁工业自动化的进展与展望河北冶金199816殷际英光机电一体化实用技术北京化学工业出版社20037芮延年机电一体化系统设计北京机械工业出版社2004