智能制造中機電一體化技術的應用策略探析

李琦 茍巖巖 楊海明

摘要：機電一體化技術飛速發展，并且被運用到了各行各業，尤其是在智能制造行業中發揮了重要的作用。本文以“智能制造中機電一體化技術的應用策略探析”為題目，概述了機電一體化技術的含義；提出了機電一體化技術在智能制造行業中的開展的具體路徑，包括傳感技術的開展與應用、智能機器人技術的開展與應用、自動化生產控制技術的開展與應用；分析了智能制造中，機電一體化技術未來的發展方向。

關鍵詞：智能制造行業；機電一體化技術；應用策略

眾所周知，機電一體化是一個相對比較寬泛的研究領域，并且也是機電領域研究的熱點話題。機電一體化技術主要包括了信息技術模塊、光學技術模塊、自動化技術模塊、網絡技術模塊和控制技術模塊，這些組成了機電一體化技術的全部技術范疇。機電一體化技術具有網絡化、高度智能化以及規?；湍K化等突出的特征，這些優勢和特征為我國智能制造行業的發展，提供了源源不斷的動力，并且也在智能制造行業發展過程中起到了重要的作用。尤其是隨著信息技術以及數字化世界的迅速發展，機電一體化技術的作用將會越來越突出。

一、機電一體化技術概述

機電一體化技術并不是一項單一的技術，而是由多種先進的技術融合發展起來的高端技術。機電一體化技術對于數據信息的處理能力較強，能夠持續地高速分析各種各樣的信息技術，并且解決大批量傳統領域內被禁錮的信息。與此同時，機電一體化技術也借助互聯網、物聯網等多種平臺，實現了技術的遠程共享，在共享的過程中對于系統的運行情況進行共同觀察，能夠及時處理系統運行過程中出現的問題，最大程度地降低和解決系統運行過程中存在的風險以及安全隱患。

機電一體化技術在當今智能制造行業中發展迅猛，呈現出兩種趨勢，一種是線性控制技術，另外一種是非線性控制技術[1]。與此同時，機電一體化技術也能夠不斷提升系統的穩定性，實時地對系統的運行進行監督和監測，精確地控制系統運行的每一個環節，使得系統能夠以最好的狀態運行，從而促進智能制造快速發展。智能制造是利用計算機能夠模擬人類思維的方式這一特點，跟蹤和跟進工業生產的步驟和過程，實現工業生產過程的自動化和智能化。與此同時，工業生產自動化和智能化的過程，也是解放人力的過程，這就是現代意義上的自動化生產和無人控制技術。智能制造技術固然是一項比較先進的技術，但也需要依靠其他多種技術手段的扶持，才能實現高速發展，而機電一體化技術能夠起到關鍵性的扶持作用。將機電一體化技術推廣應用到智能制造領域，這是對智能制造領域技術的極大創新，能夠推動產品生產效率的提高，從而實現生產成本降低的目標，進一步帶動生產利潤的提升。

總而言之，智能制造技術與機電一體化技術密不可分。機電一體化技術能夠提高智能制造技術生產過程的精確性和準確度[2]，大幅度提高網絡數據的共享和交換效率，確保整個智能制造過程系統數據的安全性，使得智能制造技術的發展走上了新的平臺。隨著云計算以及大數據等現代信息技術的發展，機電一體化技術本身所擁有的融合優勢，能夠使得智能制造產業最大化自身的行業價值，實現兩種技術的相互成就和相互成長。

二、機電一體化技術在智能制造行業中的應用實踐

（一）傳感技術的應用

將機電一體化技術運用到智能制造行業和領域中，一定要重視傳感技術的應用。眾所周知，在傳統工業生產模式下，由于勞動力本身的限制，企業以及企業的工作人員往往很難做到對于傳統工業生產過程的全方位掌控和精確的操控，這限制了傳統工業生產過程的進步和發展，并且這一問題也存在于當時社會背景下的各行各業。而工業生產過程的可操控性以及精確程度決定了工業革命的進程。這也就是說，工業生產的過程精確度越高以及可以被精準操控的可能性越強，那么工業生產的產品質量也就會越高，并且工業革命的進度也就會加速推進。相反，如果工業生產過程的可操控性相對比較弱，那么很多時候就會出現粗制濫造的產品，這也會導致工業革命經常被嚴重的制約。因此，提高工業生產過程的可操控性和智能化程度，成為考驗工業生產發展進步過程的重要問題。

然而，傳感技術作為機電一體化技術的核心領域和技術，被應用到智能制造行業，這能夠從實際上提高工業生產過程的智能化程度，促使工業生產的過程更加精確，工業生產的環節操控性更強。這主要是由于傳感技術依賴傳感器高智能化的特點，將智能制造的信號通過光纖傳感等多種傳遞方式傳遞到生產的每一個環節，這不僅保證了智能化生產信號傳遞的高速度，也實現了生產信號傳輸過程中的自動存儲、自動傳輸和自動獲取。從當下傳感技術在智能制造行業應用的現狀來看，應用范圍相對比較廣，已經被應用到了環境感知和檢測等多種前沿的領域，在應用的過程中也凸顯出了眾多的優勢，比如傳感技術的高度自動適應性、傳感技術的高度自我修復性、傳感技術的高度自動識別性等。傳感技術的大范圍應用也預示了未來的發展方向，說明在未來，傳感技術有著巨大的應用空間，可以逐步被應用到汽車行業智能制造、醫療行業智能制造、消防行業設備智能制造、壓力設備、測試行業等領域。

（二）自動化生產控制技術的應用

將機電一體化技術運用到智能制造行業和生產領域中，必須關注自動生產控制技術的應用。自動生產控制技術具有人機互動的優勢，通過安裝人機互動的控制界面，將提前設置好的編程程序配置到相關的自動生產技術中，并且通過機器人控制界面去控制技術，能夠極大程度提高生產控制的效率和便利性。

智能制造行業和領域作為智能化生產的典型代表行業，在發展的過程中仍然需要操作便利的自動化生產控制技術。自動化生產控制技術越是容易操作，就越是能夠為智能制造行業帶來不可忽視的便利性，提高智能制造行業生產過程的可操作性。如果自動化生產控制技術操作過程復雜、操作界面不易控制，也會帶來后續智能制造行業生產過程中的阻礙，產生一系列難以解決的問題。因此，不斷更新自動化生產控制技術不僅是對機電一體化技術提出的新考驗，也是對智能制造行業和領域提出的新挑戰。

自動化生產控制技術已經被廣泛地運用到了智能制造生產和控制的各個行業和領域，例如印刷包裝智能制造生產行業、飲料智能制造生產行業、手機零部件智能制造生產行業等等[3]?？傊?，任何一個智能制造生產行業和領域的細分領域都離不開自動化生產控制技術的應用，這也暗示了自動化生產控制技術在未來智能制造行業和領域有著巨大的應用和發展空間。由此可以構想，未來自動化生產控制技術可以利用智能制造這一平臺構造出一條自動化生產的線路，這一自動化生產的線路能夠不斷完善和推動我國工業革命的進程以及工業化水平的不斷發展。自動化生產控制技術是智能制造行業日常操作過程中經常被使用的技術，是最基礎的技術，也是最能夠產生影響的技術。因此，一定要致力于自動化生產控制技術的改革和進步，保證自動化生產技術的便利性越來越高。

（三）智能機器人技術的應用

將機電一體化技術應用到智能制造行業和領域中，智能機器人技術無疑是必不可少的技術。從當下智能制造生產行業和領域的現狀可以看出，存在一部分民營企業生產環境相當惡劣，并且出現了嚴重的招工困難問題。這些問題都嚴重地影響了企業本身的生產效率和企業的形象，使得企業生產的產品質量大幅度下降，利潤空間被嚴重地縮減。因此，解決企業生產環境差和招工難的問題，是優先需要考慮的。智能機器人技術的應用和引入，恰好能夠解決這些問題。這主要是由于機電一體化中智能機器人技術的應用，機器人具備較高的智能化程度，并且能夠模仿人類高超的思維模式，能夠以更加智能的操作模式去進行工作，這極大地提高了生產效率，在一定程度上解決了招工難的問題。并且，智能機器人生產也能夠為整個生產過程提供更加干凈整潔的生產環境。智能機器人在智能制造行業生產的過程中，同時有效地運用信息技術、仿生物技術、機器人控制技術等不同的技術手段，使得企業生產過程中井然有序，改善了一團亂的生產環境。在整個系統操作的過程中，通過智能化的篩選各項生產信息，對生產過程中的各個環節進行智能化的判斷，完成日常人工需要完成的工作。

毫無疑問，智能機器人在未來智能制造行業和領域有著巨大的應用空間和極具潛力的開發價值。

首先，解決招工難的問題。由于智能機器人勞動生產效率比較高，一個智能機器人能夠代替好幾個人工勞動力，這極大地降低了智能制造生產行業的人力成本，也讓招工難的問題得到了緩解。從整個智能制造企業來看，無論是一線的生產工人，還是生產過程中的高素質專業技術人才，這都是企業人力成本的重要基礎部分，不僅會提高整個生產過程的總成本，也進一步縮減了企業的利潤空間，影響企業資金鏈的良好運轉。而智能制造機器人的應用促使這些問題都迎刃而解。

其次，提高整個生產效率。智能機器人在智能制造行業和領域的應用，能夠以科學高效的生產運作模式，使得整個生產過程和生產流程更加具有智能化和針對性的特征。這也極大程度地減少了生產過程中人工操作失誤率，解決了人工生產過程中，可能造成的疏忽以及注意力分散等諸多問題，保證了生產線的長久高速運行和不間斷的標準化運行。

最后，減少人員傷亡的安全性問題。對于制造行業來講，生產環節和生產過程會面臨諸多的風險，復雜的生產環境隨時隨地都有可能給工人帶來傷害，而智能制造機器人的應用，可以避免這些問題的出現，減少人工傷害。智能制造機器人能夠應對生產制造行業復雜的生產環境，以相對比較超前的技術手段杜絕人員傷亡，是對“以人為本”現代化生產理念的踐行。

三、智能制造中機電一體化技術未來的發展方向

機電一體化技術是當下比較前沿和領先的技術，已經在深入浸透并且以絕對的影響力影響智能制造行業，同時也帶動了智能制造行業的發展。[4]。目前，機電一體化技術正在朝著更加專業化和規范化的方向發展，不僅應用的領域在不斷地拓展深入，發展的方向也在更加具體化和微型化。例如，衛星這一類的新型高端智能制造產品中，機電一體化技術得到了認可且廣泛的應用，并且在減少能量消耗、響應綠色環保主題方面發揮了重要作用，這也為未來機電一體化在智能制造行業和領域的應用方面指引了新方向。雖然從目前機電一體化運用的現狀來看，仍然有許多需要改進的空間，但我們相信，其在未來能夠得到全方位的發展。

（一）朝著模塊化的方向發展

未來機電一體化的發展方向必然是遵循模塊化的發展趨勢。模塊化是保證機電一體化運用到智能制造行業和領域更加分工明確的重要條件，只有機電一體化實現更多的模塊化，才代表機電一體化技術細分領域的更加深入和具體。在此基礎上，模塊化生產也需要實現分工合作和細分工作。

在信息技術飛速發展的時代，機電一體化技術實現模塊化生產是必然趨勢?；谀K化的生產方式，機電一體化技術將會更加優化，也能更加快捷的生產產品，從而以更高的效率完成任務，從而有效降低生產成本，提供更高質量的產品，可以滿足市場中客戶最新的需求，有利于企業獲得更高的利潤。

（二）朝著智能化的方向發展

在現代生活中，智能化是最重要的特色之一，機電一體化運用到智能制造行業和領域一定要保證能夠促進智能制造行業朝著更加智能化的方向發展[5]。我們的生活與智能化設備有著密切的聯系，每一個設備的智能化程度都可能對我們生活的便利度產生極大的影響。例如，互聯網及信息技術與人們的生活密不可分，手機、電腦等更是影響人們的生活?；谶@一情況，實現智能化與機電一體化的進一步融合，能夠優化各種電子產品的效果和功能。這也同時證明了機電一體化是未來的發展趨勢，智能化是機電一體化的助力。

（三）朝著環?；姆较虬l展

可持續發展一直都是時代發展的永恒主題，將機電一體化運用到智能制造行業領域，一定要保證機電一體化技術促進智能制造行業朝著更加環保和綠色的方向發展。當前，經濟發展極大地改善了人民的生活，與此同時也是一把雙刃劍，也給我們的周邊生活帶來了極大的環境污染。機電一體化的未來技術發展，應該兼顧經濟性與環保性，盡可能發展綠色環保無污染的技術，并且機電一體化產品實體也應該采用綠色環保無污染的材料。這是機電一體化技術需要承擔的歷史使命和責任。

（四）朝著微型化的方向發展

目前隨著智能制造市場需求的不斷細分，越來越多的智能產品需要滿足不同顧客個性化的需求?，F階段，經濟飛速發展、信息技術突飛猛進，微型化技術已經在各行各業得到了廣泛的應用。機電一體化技術也應該運用微型技術，這不僅是可以優化和改革機電一體化技術，并且也能夠生產更加微型的產品，實現產品更新迭代的目標。不僅能夠滿足不同客戶的個性化需求，而且能夠保證生產過程的便利性以及使用的便捷性，可以有效地降低相關人員的負擔，從而可以達到有效提高工作效率的目標。

四、結束語

綜上所述，機電一體化技術在智能制造行業和領域中的應用，具有重要的現實價值和理論價值。從現實價值來講，它不僅能夠促進機電一體化技術和智能制造行業的同步發展，還可以在改進機電一體化技術的同時提高智能制造行業的生產效率。此外，它還能夠促進一大批新型的智能制造企業產生，引發激烈的市場競爭氛圍，從而促進了智能制造行業領域規模的不斷擴大，是實現綠色可持續發展的必要手段，帶動國家和社會經濟的發展，對我國實現工業強國和現代化強國具有重要意義。

作者單位：李琦 茍巖巖 楊海明 泰山職業技術學院機電技術工程系

參 ?考 ?文 ?獻

[1]趙祥坤，李帥三，蘇奎.基于智能控制在機電一體化系統中的應用研究[J].中國新通信，2017（03）：60.

[2]張連蔚.談機電一體化系統中智能控制的應用[J].黑龍江科技信息，2019（05）：42.

[3]王宣銀，陶國良，陳鷹.機電一體化的創新及發展方向[J].機電一體化，2021（11）：20.

[4]居劍文.對機電一體化的創新及發展方向的研究分析[J].山東工業技術，2019（08）：15.

[5]葉劍，鐘德金.機電一體化現狀、發展趨勢及應對策略[J].科技傳播，2018（08）：64，67..