時間：2023-08-20 14:47:15
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【關鍵詞】企業(yè)；技術改造；經濟分析
機電的一體化系統(tǒng)并未形成具體的標準和統(tǒng)一的定義，從機械的角度上認為機電一體化系統(tǒng)的本質特征就是機械，是在機械的系統(tǒng)的主功能和相應的信息以及控制功能的實現(xiàn)上引進了相應的電子技術，使相應的機電系統(tǒng)實現(xiàn)與軟件的有機結合，是一種特殊的機械系統(tǒng)。從機電系統(tǒng)的設計功能上考慮，完成了機械類、運動和信息等多任務的機械和相應部件聯(lián)系起來，形成了機電系統(tǒng)的一體化模式以及形成了完整的機電系統(tǒng)，強調各種技術和功能的協(xié)調和良好結合，從而形成相應的機電的自動化系統(tǒng)。
一、機電系統(tǒng)的概念設計中的信息一體化
隨著經濟的發(fā)展和相應的技術革命，各學科的基礎理論由于研究基礎的發(fā)展和技術的相互滲透實現(xiàn)了產品設計的不斷發(fā)展和完善，相應的機械設計逐步走向自動化和智能化的發(fā)展趨勢從而實現(xiàn)機械設計指導的自動化和科學化、知識化。通過相應的計算公式和模型設計和比對實現(xiàn)了最優(yōu)化的方案設計模式，機械概念設計的發(fā)展也逐步向現(xiàn)代化的設計模式靠近。通過計算設計的分析和綜合，實現(xiàn)了更大范圍內的機電系統(tǒng)的信息流動和管理控制，從而使相應的信息流更好地為機電系統(tǒng)的一體化設計服務。計算機與機電系統(tǒng)設計的相結合實現(xiàn)了信息載體的轉換，通過更為新穎和快捷的設計方式和信息交流實現(xiàn)了信息的極大交流，從而使相應的機電系統(tǒng)設計方案的設計和選擇達到最優(yōu)狀態(tài)。
二、機電系統(tǒng)概念設計中的功能結構一體化
功能結構的設計是機電系統(tǒng)設計的重點和關鍵，一般說來機電系統(tǒng)的功能結構設計分為功能設計和功能映射兩個模塊，然而這樣分塊的設計模式使機電系統(tǒng)的設計過程建立在抽象的概念基礎之上，難以實現(xiàn)形象化和具體化的特點，設計過程中易出現(xiàn)信息的模糊和殘缺，致使這樣的設計模式難以形成形象而直觀的感受，并從相應的機械制造的理論層面進行推理控制，這樣的設計方式不利于機電系統(tǒng)概念設計的一體化模式的形成和協(xié)調。在相應的機電系統(tǒng)概念設計過程中應在建立了信息交流模式的基礎之上增強概念系統(tǒng)設計的可行性和可操作性。在建立相應的信息交流模式基礎之上實現(xiàn)機電系統(tǒng)的一體化優(yōu)化設計。
三、機電系統(tǒng)概念設計的機電技術一體化
傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)的概念設計將機械與電子技術結合起來，從而通過機械、電子技術的系統(tǒng)結合實現(xiàn)相應的機械系統(tǒng)的功能特點，同時改變了人工的操作和判斷，形成機電系統(tǒng)的自動化模式，并通過相應的程序協(xié)調機電系統(tǒng)的任務模式。然而傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)的設計難以滿足現(xiàn)代機電系統(tǒng)設計的創(chuàng)新性要求，從而要實現(xiàn)一體化和自動化、智能化的發(fā)展模式。實現(xiàn)機械系統(tǒng)和電子技術的良好結合，從整體的系統(tǒng)功能上進行協(xié)調，從而實現(xiàn)機械技術和電子技術的協(xié)調組合，共同構成機電系統(tǒng)的功能結構。
四、機電系統(tǒng)概念設計的人機交互系統(tǒng)一體化
機電系統(tǒng)的一體化和信息化設計的最終目的是形成人機一體化的交互模式，形成智能化和科學化的機電系統(tǒng)的設計方式，隨著計算機技術和相應技術的發(fā)展和創(chuàng)新，機械設計和應用的智能化模式逐步成為機械設計和應用的發(fā)展模式，人機交互系統(tǒng)的設計實際上實現(xiàn)了更為方便快捷的系統(tǒng)操作和應用模式，同時也提高了相應的生產的效率，提高了設計的科學化程度。在機電系統(tǒng)概念設計過程中，應以人為本建立機電系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展決策，從而使相應的機電系統(tǒng)充分使用于相應的設計人員。
參考文獻
電力電子技術的應用已經深入到工業(yè)生產和社會生活的各個方面，成為傳統(tǒng)產業(yè)和高新技術領域不可缺少的關鍵技術。隨著科學技術的發(fā)展，電力電子技術又與現(xiàn)代控制理論、材料科學、電機工程、計算機科學等許多領域密切相關。目前電力電子技術已逐步發(fā)展成為一門多學科互相滲透的綜合性學科。電力電子技術不但本身是一項高新技術，而且是其他多項高新技術發(fā)展的基礎。正是由于該課程是一門綜合性學科，對于高職學生來說，如果按照高等學校那樣的傳統(tǒng)式教育，即一般所指的“先生講，學生聽”，教師傳授知識，學生接受知識的“灌輸式教學”，不能適應現(xiàn)在高職學生的實際學習情況，需要根據(jù)學生的實際情況，采用合適的教學方式，提高學生的學習積極性，改善教學效果。對于電力電子技術這門課程，高職學生的學習現(xiàn)狀是怎樣的呢？
一、高職學生學情分析
首先，高職學生學習該課程的目的是學會應用這些電路，即了解電力電子技術在工程技術領域的應用，熟悉典型電力電子器件的工作原理、外特性和主要參數(shù)，各類電力電子變換電路的基本工作原理、分析方法，而不是參與這些電路的設計與計算。所以如果采用傳統(tǒng)的教學模式，除了抽象的波形分析，還有一些復雜的公式推導，這些對于高職學生而言相對比較枯燥，而且覺得深不可測，容易產生厭學情緒，尤其是某些高職學生的基礎課的知識相對薄弱，一些專業(yè)基礎課例如電工基礎、電子技術沒有掌握好的話，學起來非常吃力，這樣的教學效果是非常差的。
其次，電力電子技術是一門理論性和實踐性均較強的專業(yè)技術基礎課，就算是以理論教學為主，附加開展個別實驗，尤其是驗證性實驗，學生還是沒有學習興趣，覺得實用性不強，今后也涉及不到這方面的內容，學習積極性不高。因此，如果實驗沒有從實際應用出發(fā)，與學生今后的就業(yè)相關不大，這樣的實驗效果就不理想。
根據(jù)學生的實際情況，結合學?，F(xiàn)有的教學設備，學生今后畢業(yè)的工作要求，我們提出了電力電子技術這門課程采用理論實踐一體化教學。
二、采用理論實踐一體化電力電子教學
1.劃分模塊，增加應用部分。
采用理論實踐一體化教學之后，我們對電力電子技術的教學內容進行了重新整合，將電力電子技術這門課程劃分為基礎模塊和應用模塊兩大部分，基礎模塊以介紹電力電子器件的工作原理、外特性和主要參數(shù)以及各類電力電子變換電路的基本工作原理為主，應用模塊以電力電子變換電路為主，與直流電動機組成相應控制電路。
（1）基礎模塊
基礎模塊就是常見的電力電子電路的分析，其中結合相關的電路中出現(xiàn)的電力電子器件，簡單地介紹這些器件的工作原理、外特性和主要參數(shù)的介紹。根據(jù)電力電子電路的主要功能分成以下五個課題：不可控整流電路、可控整流電路、交流調壓電路、直流變換電路和變頻器，這五個課題還有相應的子課題，具體如表1.1所示。
（2）應用模塊
結合學?，F(xiàn)有的實驗設備，我們將現(xiàn)有的電力電子實驗板和電機板組合起來，搭建直流調速系統(tǒng)，根據(jù)所能搭建的電路分類，應用模塊具體分成以下三個課題：不可逆調速系統(tǒng)、可逆調速系統(tǒng)和直流脈寬調速系統(tǒng)（見表1.2）。
2.以實踐為主，簡化理論教學。
由于進行了模塊劃分，在進行基礎模塊教學時，通常將學生分成幾個小組，循序漸進地完成各個課題。每個課題設置兩至三個實驗為主，相關的理論知識以簡單介紹為主，主要是波形分析不涉及相關的計算。對于學生來說，通過親自參與試驗動手調出相應的波形，并且畫出波形，記錄相關參數(shù)，由此了解電路的工作原理，并且配有相應的思考題幫助學生加深了解相應電路的工作原理。比如說單相半波不可控整流電路，電感性負載時電路的工作原理，讓學生將電感接入電路，變成電感性負載，如圖1.1所示。
讓學生測量電路的輸出電壓波形，學生就會發(fā)現(xiàn)輸出電壓的波形發(fā)生了改變，出現(xiàn)了一段負電壓區(qū)。對這種情況，學生會自己思考“為什么會產生這樣的波形？如何才能消除負電壓區(qū)？”自己去查找原因，通過當場與教師交流，來解決問題。親自動手充分調動了學生的學習積極性，能夠主動參與整個學習過程，這種學習方式比起在課堂中枯燥的理論教學更生動具體，學生的學習效率高。
3.搭建應用平臺，讓學生學以致用。
在基礎模塊的基礎上，將基礎模塊的基本電路與直流電動機組成調速系統(tǒng)，讓學生了解電力電子電路的簡單應用，這樣就為學生搭建了一個應用平臺，組成了應用模塊。對于應用模塊可以根據(jù)學生的實際學習情況提供難易不同的課題供學生選擇，讓學生完成相應的課題。通過完成課題，學生初步了解了電力電子變換電路的應用，如何完成電路的控制。比如說，由晶閘管組成的直流調速系統(tǒng)，學生拿到課題之后可以參閱相關資料，自己確定電路圖，將整流電路與直流電動機連接，調出設定的轉速，畫出實際的波形圖，通過提供一個反電動勢負載模擬逆變過程。學生通過完成課題，掌握了通過調節(jié)控制角調節(jié)轉速的方法。一些學得較好的學生，還可以掌握通過兩組晶閘管的配合控制，完成可逆調速系統(tǒng)的控制。這樣學生覺得自己是學習的主體，從“要我學”轉變成“我要學”。
4.科學評價，建立激勵機制。
由于是理論實踐一體化的教學模式，我們不再采用傳統(tǒng)的學生學業(yè)評價中的“一考定全局”終結性評價模式，采用多樣化的考試方式，學生的學業(yè)成績的構成也是多元化的，要將每個課題的完成情況作為平時考查成績和最后的考試成績按一定比例綜合成為課程總成績。特別要重視與評價學生的創(chuàng)建和研究與創(chuàng)新能力及其成果，給予一定的加分，作為一種激勵措施。課程考核評價方案應在開課時公開的告訴學生，讓學生能夠自動參與評價，充分體現(xiàn)學生在學習中的主體地位。
三、教學效果
這種以理論實踐一體化的教學方法是以學生為中心的教學方法。課程的學習逐步深入，通過實踐不斷有新的問題出現(xiàn)，學生有興趣解決這些問題，因此他們會積極地組織自己的學習，通過書本或者其他的信息渠道尋找答案，在尋找答案的過程中，查閱資料，學會了如何搜集有用的信息；在與同學、教師的討論中，他們學會了如何與人交往，在課堂上向大家表述自己小組的結論和想法，鍛煉了學生綜合信息以及團隊合作能力和自我表達能力。教學研究發(fā)現(xiàn)，學生在學習過程中對知識的掌握有不同的層次，只進行閱讀掌握10%；如果只是聽教師講，沒有視覺感應，掌握26%；如果只是視覺效果，掌握30%；如果聽和看結合，掌握50%；如果可以簡單地重復講出來，掌握70%；而如果自己通過做而講出來就掌握了90%，因此，這種理論實踐一體化的教學模式，使學生參與教與學的過程，學生能夠最大程度地掌握所學的知識，而且各方面能力得到了鍛煉，課程講授也達到了最終目標。
四、結語
我們對電力電子技術實施理論實踐一體化的教學，其實也是一種參照德國雙元制的教學模式的改革，這種改革使我們反思了“教”與“學”的關系，在教學過程中強調以學生為主，教師作為教學的組織者、指導者、幫助者和促進者。今后這類教學改革，我們還要不斷地進行，使學生更快更好地掌握電力電子技術，能夠在工作崗位上更好地應用這些知識，成為應用型人才。
參考文獻：
［1］王兆安，黃俊主編.電力電子技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2000.
關鍵詞：機電一體化；控制原理，應用
前言：現(xiàn)代科學技術的飛躍發(fā)展，對不同學科的交叉與滲透起到了極大的推動作用，引起了工程領域的技術改造和革命。機電一體化作為機械技術與微電子技術相互融合發(fā)展的結晶，打破了傳統(tǒng)的機械工程、建筑工程、控制工程等舊單元模塊的劃分，形成了集機械技術、計算機技術等技術為一體的新興交叉學科。
1.機電一體化技術的控制原理
PC機控制一個機器運動是機電一體化技術典型的代表。就現(xiàn)代工業(yè)來說，基本上由PC機發(fā)出的電子信號，然后被機械識別，最后由電動機拖動。對于控制電動機的起動、停止、調速和制動，一般需采用接觸器或電子元件，通過控制電動機電路的通斷實現(xiàn)【1】。
接觸器要控制電動機電路的通斷，主要是控制線圈的電源，即：接觸器的線圈通電，使其觸頭改變狀態(tài)，由原來的斷開的變成閉合，或者原來的閉合的變成斷開。由于計算機輸出的信號功率太小，而控制接觸器一般需要較大的功率才能工作。因此，為了實現(xiàn)對電動機的工作狀態(tài)的控制，需要通過斷電器或其它元件對控制信號進行功率放大，再用放大后的信號控制接觸器的通電與斷電。
有觸點的控制系統(tǒng)是采用繼電器、接觸器控制的電路系統(tǒng)，是較早采用的控制方案，目前仍具有相當廣泛的應用；現(xiàn)在的控制系統(tǒng)很多采用晶閘管、晶體管等作為控制元件，稱為無觸點控制系統(tǒng)【2】。計算機輸出的信號同樣需要進行功率放大，然后控制允許通過的較大電流、能承受高電壓的晶閘管或大功率晶體管。通過控制信號控制晶閘管或大功率晶體管，實現(xiàn)晶閘管或大功率晶體管接通或斷開電動機的主電路，從而控制電動機工作。
2.機電一體化技術的應用
縱觀我國機電一體化的發(fā)展歷程，可發(fā)現(xiàn)機電一體化在我國的起步發(fā)展是較晚的，為此，大量的基礎理論與技術未能得到較好的研究，國內也未能涌現(xiàn)出強大的自助研發(fā)能力，前期只能研究國外的機電一體化產品，從中獲得經驗和技術成果。但是，20世紀80年代起，機電一體化技術得到了國務院的重視，成立了專門的機電一體化領導小組，并納入了“國家863計劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向，以及由此可能帶來的影響【3】。在國內，許多研究機構、高校設立專門項目、專業(yè)課程來研發(fā)、學習該技術，部分大型企業(yè)也對機電一體化技術的發(fā)展及應用做了大量工作，取得了一定的成果，具體有以下幾個方面的突出表現(xiàn)。
2.1 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用
傳統(tǒng)的機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經濟的基礎之上，靠企業(yè)規(guī)模、批量生產、產品結構和重復性來獲得競爭優(yōu)勢，主要強調的是資源的有效利用，以低成本獲得高效率、高質量，其盈利來自于機器取代人，復雜的專業(yè)加工取代人工技能。而先進的機械制造業(yè)則不同，是以信息為主導，采用先進的生產模式、制造系統(tǒng)、制造技術、組織管理的全新機械制造業(yè)，具有網絡化、虛擬化、智能化、全球化以及環(huán)保綠色化的特征?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度【4】，近年來，制造工程領域也相繼誕生了很多的新技術，如：計算機數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術等。
2.2 在煤礦行業(yè)中的應用
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，向機電要產量、要效益是煤炭行業(yè)提出的新要求和目標。機電一體化在煤炭行業(yè)中有著小型化、智能化、數(shù)字化、綠色化的發(fā)展方向。
機電一體化技術在煤礦含有中的應用主要體現(xiàn)在一下幾個方面：（1）在線監(jiān)控、故障自診、自動報警，即對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動報警并準確地指出故障的部位；（2）節(jié)能降耗，提高生產效率，例如：井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30％左右，同時生產效率也大大提高【7】；（3）自動化或半自動化程度的提高。煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產效率，并減少因操作者的經驗不足對作業(yè)精度的影響。
2.3 在數(shù)控機床中的應用
機電一體化技術在數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術中的使用，經過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度等方面都得到了迅速提高【9】，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：（1）總線式、模塊化、緊湊型的結構，以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數(shù)控裝置；（2）能同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去，實現(xiàn)了多過程、多通道控制；（3）WOP技術和智能化的運用，系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制；（4）系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力；（5）硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益，實現(xiàn)了開放性設計；（6）數(shù)控功能、CNC系統(tǒng)控制功能，得到豐富和加強的大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計。
結束語：
機電一體化將會促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，也會使傳統(tǒng)的機械設計方法、設計概念發(fā)生革命性的變化。本文對機電一體化技術的控制原理及主要應用領域進行了討論闡述，大力發(fā)展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求，而且也是推動機械產品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
參考文獻：
[1]郭致江.機電一體化技術淺析[J].中國電子商務，2011,2:102-103.
[2]董金森，張小揚.論機電一體化技術[J].有色金屬加工，2009，38（1）：51,55-58.
[3]郝明煥，湯宏偉.機電一體化的應用[J].科技論壇，2011，（19）：72-72.
1在電力系統(tǒng)的工作過程中，計算機信息系統(tǒng)是普遍應用的
隨著時代的發(fā)展，供電公司的信息化體系不斷健全，其自動化應用需求不斷得到提升，這其中涉及到很多的工作模塊，比如辦公自動化系統(tǒng)，用電營銷系統(tǒng)，輸變電工程系統(tǒng)等，這都需要進行自動化程序的控制。目測來說，電能量計量遙測系統(tǒng)是這個控制體系的核心，其需要在專門的虛擬網絡中進行傳輸。為了更有效的進行計算機信息網絡的改善，進行電力專用通信網絡的開拓是必要的，從而保證計算機網絡的不斷延展及其延伸，擴散到各個生產場所，保證為其信息化應用系統(tǒng)創(chuàng)造條件，保證其可靠性的信息傳輸，進行通信模塊，計算機信息網絡模塊的傳輸，保證供電企業(yè)的信息一體化工作，從而滿足當下工作的需要。為其創(chuàng)造統(tǒng)一性的信息傳輸平臺，從而有利于供電企業(yè)的信息一體化過程。
2在通信及其信息網絡系統(tǒng)的應用過程中
可以進行計算機信息網絡系統(tǒng)的升級，保證信息網絡整體系統(tǒng)的優(yōu)化，按照企業(yè)的信息化工作需要，進行自動化應用系統(tǒng)的更新，保證其實時性、安全性及其可靠性，更好的滿足不同工作業(yè)務的需要。更好的進行數(shù)據(jù)模塊，故障模塊的控制，更好的減少系統(tǒng)的崩潰率，從而更好的降低網絡傳輸?shù)牟环€(wěn)定幾率，為網絡信息化及其自動化應用系統(tǒng)的工作創(chuàng)造一個良好的條件，保證其統(tǒng)一信息傳輸平臺的應用。通過對通信系統(tǒng)及其信息網絡系統(tǒng)的整合，更好的進行計算機信息網絡的延伸，更好的進行網絡生產管理信息的良好運作。這就需要做好信息網絡變電及其輸電過程的業(yè)務控制管理，做好查詢模塊、統(tǒng)計模塊等的工作，更好的進行生產管理信息的優(yōu)化，保證其管理工作的效率提升。在實踐工作中，電力企業(yè)信息化仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)涉及多個模塊的內容。如果缺乏必要的策劃控制，就容易導致信息的不完整性，也就難以保證電力系統(tǒng)的統(tǒng)一性。這就需要進行電力單位的管制，更好的保證電力企業(yè)的信息化進程。但是在這一發(fā)展過程中，如果缺乏健全的信息化構建系統(tǒng)，就難免出現(xiàn)電力企業(yè)信息化中的麻煩。這就需要針對電力企業(yè)的發(fā)展程度，進行不同個工作模塊的優(yōu)化。針對不同信息化含量的電力工作展開布置，保證策劃程序的良好性，針對其業(yè)務進程及其管制展開分析，做好業(yè)務的整理工作，更好的進行信息化的建設，策劃好各個信息體系的工作步驟，保證信息化的質量。
3不能缺乏計算機的有效管理
如果缺乏計算機的管理，其信息的發(fā)出及其接收就難以得到控制，也就難以進行信息的識別。這就需要按照當下計算機信息處理的工作需要進行控制，進行工作模塊的標準化流程，做好計算機程序的各個工作，進行數(shù)據(jù)標準化的控制，及時的進行計算機的處理，保證數(shù)據(jù)庫的良好管理，保證科學化、信息化管理模塊的協(xié)調，保證電力系統(tǒng)管理水平的提升。隨著社會的不斷進步，電力信息面臨著巨大的挑戰(zhàn)，也面臨著更好的發(fā)展機遇，很多的廠商都推出了面向電力行業(yè)的管理方案。經營決策者需要根據(jù)市場的信息及其需要進行企業(yè)發(fā)展策略的決定，這需要信息管理者們做好生產信息及其經營信息的管理工作，保證決策模塊的優(yōu)化，做好信息的積極處理工作。
二、關于計算機信息管理及其電力企業(yè)
信息一體化目標的分析在電力系統(tǒng)工作過程中，可以串聯(lián)各個電力部門之間的信息化體系，保證電力單位的程序運作智能化，保證不同應用體系之間的相互結合，這樣可以打破獨立信息化體系運作之間的局限性，通過對電子商務的利用，更好的提升電力單位的市場競爭力，也有利于針對電力單位的工作步驟，進行工作范圍的開拓，保證電力單位內部結構的協(xié)調性。憑借電子商務的使用推動電力單位在競爭中處于優(yōu)勢的地位。還有，針對電力單位內部機構中一些封閉的工作范疇，經過貫徹單位的整合運用，能夠把電子商務和那些封閉的工作范疇有機聯(lián)系起來，進而能夠推動電力單位內部結構各個信息化的體系綜合起來。通過對不同電力信息體系的結合，更好的保證電力系統(tǒng)的綜合管理，保證不同模塊中的數(shù)據(jù)信息的結合，保證這些數(shù)據(jù)材料的良好應用，進行電力單位的信息化體系的修整，以滿足當下工作的需要，提升其應用效率。電力單位內部的作業(yè)程序要按照數(shù)字信息化的形式開展。如，在使用ERP軟件體系搜索有關內容時，就要憑借綜合模塊進行完成，這就必須在完成電力單位信息體系的綜合時要把有關的工作程序管制的體系綜合起來。
三、結語
關鍵詞:中國制造2025；機電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計劃
1當前機電一體化產品概念設計國內外研究現(xiàn)狀
1.1國內研究現(xiàn)狀
我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發(fā)展，目前我國的工業(yè)化整體處于“工業(yè)3.0”左右的階段。（1）數(shù)控技術方面：截止2016年，我國數(shù)控技術經歷58年，目前國產數(shù)控機床可供品種達2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動高端數(shù)控機床的發(fā)展，進而推動機電一體化進程。（2）工業(yè)機器人方面:目前，國內機器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統(tǒng)地攻關，在原有的良好基礎上更上一層，后期能立于世界先進行列之中。（3）激光術方面：近年來，激光技術發(fā)展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又擴大了緊湊型的高功率激光器的應用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發(fā)動機的發(fā)展或用于空間探索的推進器系統(tǒng)改造。（4）互聯(lián)網應用方面：推行互聯(lián)網思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團有限公司分別運用CAX系統(tǒng)和SPC工具進行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產品與服務的生產模式。通過這幾方面可以看出機電一體化產品概念設計有著很大發(fā)展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現(xiàn)狀
機電一體化的相關研究在國外最早在上個世紀60年代開始，在九十年代后期機電一體化進入深入發(fā)展階段，并出現(xiàn)了“機電液”和“機電光”等一些新的分支，現(xiàn)階段以德國和美國為代表的發(fā)達國家工業(yè)化發(fā)展已經達到了“工業(yè)4.0”，并在國際上處于領先地位。
2未來建立機電一體化的產品概念設計理論與方法的意義
未來建立機電一體化產品概念設計理論與方法意義深遠，在新的技術不斷沖擊下，機電一體化會不斷提高，能提高我國的機械工業(yè)化水平，也是社會生產力的必然要求，能在追求特定價值功能的基礎上，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，能很好地代表當今機械工業(yè)主要趨勢。
3未來機電一體化的發(fā)展展望
未來，隨著微電子技術和機械電子技術的迅猛發(fā)展，機電一體化必將注入更多新的內容，各個學科將繼續(xù)相互交叉、相互支持和互相發(fā)展，并且機電一體將朝著更加智能化、微型化、系統(tǒng)化和環(huán)?；较虬l(fā)展，總理在政府工作報告中指出，實施“中國制造2025”計劃，堅持創(chuàng)新驅動，智能轉型，強化基礎，綠色發(fā)展，加快從制造大國轉向制造強國，并且我國今年推出了“工業(yè)互聯(lián)網”和“互聯(lián)網+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯(lián)網+”創(chuàng)新比賽，并取得不錯的效果，讓機電一體概念設計理論與方法化不斷升級，加強了工業(yè)化與信息化的緊密結合，下一階段我們將運用信息—物理融合系統(tǒng)（CPS）,實現(xiàn)大型大型工程系統(tǒng)實時感知、動態(tài)控制和信息服務，更好利用機電一體化解決實際問題，不斷促進中國工業(yè)化發(fā)展。
4結語
在“中國制造2025”計劃的推動下，機電一體化的研究和相關領域必將出現(xiàn)突飛猛進的發(fā)展，當然，與機電一體化相結合的技術（機電液和機電光）很多，相信未來在機電一體化的促使下中國工業(yè)將邁向“工業(yè)4.0”。
作者:于志業(yè) 單位:太原科技大學
參考文獻：
[1]孫彥廣。工業(yè)智能控制技術與應用[M].北京:科學出版社，2007.
[2]李建勇。機電一體化技術[M].北京:科學出版社，2004.
【關鍵詞】滲透壓儀;機電一體化;冰點測量;醫(yī)藥衛(wèi)生
Abstract：Osmotic pressure meter is widely used in medicine，health. At present，the most commonly used osmotic pressure meter have disadvantages of complex structure，high cost，low precision and efficiency. To solve these problems，we propose a novel osmotic pressure test instrument in the paper，which is designed by mechanotronics theory. Meanwhile，the principle，the realization scheme and functional characteristics of the system are introduced in the paper. The instrument has the advantages of small size，high accuracy，fast detection speed etc.. In addition，the apparatus is designed with a data transmission interface，convenient data analysis and comprehensive utilization.
Key words：Osmotic pressure meter;Mechanotronics;Freezing point test;Medicine
引言
滲透壓儀在醫(yī)藥、衛(wèi)生領域應用十分廣泛。在制作注射針劑、滴眼液等藥物時，必須考慮藥劑的滲透壓，滲透壓過高或過低都會導致人體細胞或細胞壁破裂等嚴重后果。為了更好的指導醫(yī)生臨床用藥，必須在藥物標簽上注明溶液的滲透壓相關參數(shù)[1-2]。因此研制開發(fā)滲透壓測試儀器在藥物研發(fā)、生產及臨床用藥等方面具有重大意義。
目前，常用的滲透壓測定方法有：冰點下降法、沸點升高法、半透膜法等[3]，本文提出的新型滲透壓測量儀采用冰點下降法設計，融合了機電一體化系統(tǒng)設計理論。該儀器克服了傳統(tǒng)檢測方法的不足，具有體積小、精度高、重復性好、操作簡便等優(yōu)點。
1.滲透壓儀工作原理及技術方案
1.1 工作原理
本文提出的滲透壓儀基于拉烏爾冰點理論設計。所謂拉烏爾冰點理論就是任何溶液如果其單位體積所溶解的顆?？倲?shù)相同，則引起溶液冰點下降的值也相同。根據(jù)該理論，我們知道，水溶液的滲透壓摩爾濃度與其對應的冰點值有一一對應關系;其滲透壓摩爾濃度與冰點溫度下降值為線性關系，其關系為;其中表示水溶液的滲透壓摩爾濃度;表示水溶液的冰點溫度值相對于水的冰點溫度值的下降值?？梢?，通過測量被測水溶液的冰點溫度下降值可以算出對應水溶液的滲透壓摩爾濃度。
對于任意水溶液，其結冰過程可以用圖1所示的結冰曲線來描述。圖中AB段為降溫階段;BC段為過冷階段;CD段為溶液受到擾動后，開始結晶放熱，溶液溫度回升階段;DE段為溫度穩(wěn)定階段，該段溫度即為所測溶液的冰點溫度。因此，測得這段平穩(wěn)曲線的溫度值，最終就能評價所測溶液的滲透壓值。
圖1 水溶液結冰曲線圖
1.2 技術方案
基于拉烏爾冰點理論的滲透壓測量儀總體上可以分為機械結構和控制電路兩部分，儀器整體是一個典型的機電一體化裝置，整個系統(tǒng)的設計遵循機電一體化系統(tǒng)設計原則。其中，機械結構部分包括一套探針攪拌機構、兩套制冷機構、和兩套傳動及定位機構?？刂齐娐凡糠职ü╇婋娐?、單片機電路、通信電路、傳動控制電路、制冷控制電路、高精度溫度檢測電路、按鍵及顯示電路等，控制電路結構如圖2所示。儀器采用AC220V供電，通過內部的供電電路，轉換成+5V、±15V，+12V等控制電源供儀器使用;單片機選用STC12C5A芯片，實現(xiàn)鍵盤讀入、LCD顯示、高精度溫度測量、制冷和傳動控制等功能。STC12C5A60S2是一款高效微控制器，內部集成了10位ADC模塊，轉換速度可達250K/S，具有技術成熟可靠、靈活方便、價格低廉等優(yōu)點，其軟硬件資源可以滿足設計要求[4];溶液冰點溫度測量采用美國SENSOR公司的負溫度系數(shù)熱敏電阻SP60A實現(xiàn)。該型號的熱敏電阻采用玻璃封裝形式，能夠實現(xiàn)液體溫度的高精度測量，誤差為±5%;半導體制冷元件采用單級溫差電制冷組件TEC1-12706設計，該組件采用+12V供電，配合NTC溫度傳感器實現(xiàn)對樣品和探針的制冷控制;此外，儀器還設計有按鍵、液晶顯示、EEPROM存儲等電路，用于完成標定和測量參數(shù)顯示等功能。
圖2 滲透壓儀控制電路結構圖
圖3 機械系統(tǒng)結構示意圖
2.儀器機械結構設計
本儀器的機械結構主要包括三部分，下面將分別介紹。
1）探針攪拌機構。由直流電動機、曲柄滑塊機構和探針組成，該機構利用電機轉動，帶動探針做上下直線運動，從而實現(xiàn)對溶液的攪動并觸發(fā)其立刻結晶。
2）制冷機構。本儀器有兩套制冷機構，分別負責對被測溶液和探針的制冷控制。每套制冷機構包括制冷半導體、制冷銅塊、溫度傳感器和絕熱填充材料等。
3）傳動和定位機構。本儀器有兩套傳動和定位機構，分別負責對制冷機構的平移控制和探針攪拌機構的升降控制。每套傳動和定位機構由直流電動機、齒形帶傳動機構、光耦開關等組成（見圖3）。
3.儀器硬件電路設計
3.1 冰點溫度檢測電路
儀器中，溶液冰點溫度的檢測采用NTC溫度傳感器SP60A來完成。檢測電路如圖4所示。NTC插入樣品，與被測溶液充分接觸，當溶液溫度發(fā)生變化時，NTC的阻值也隨之變化，利用圖4所示的電路可以測得阻值的變化，從而測得溶液溫度。根據(jù)結冰曲線，可以分析出溶液的冰點溫度。電路分析：IC6A，R97，R98組成一個200mA恒流源電路;利用恒流源將NTC的阻值轉換為電壓信號;再利用IC7采集并將信號送給單片機;最后單片機再根據(jù)溫度曲線計算冰點溫度。
3.2 傳動控制電路
傳動控制電路是本設計的重要組成部分，是整個電路系統(tǒng)的一個有機整體。儀器中有兩套傳動機構，分別由兩個12V供電的直流電機控制，實現(xiàn)制冷機構的平移控制和探針機構的升降控制。電機控制由LMD18200完成[5]。LMD18200是美國國家半導體公司推出的專用于直流電機驅動的H橋組件。其連續(xù)輸出電流達3A，工作電壓高達55V，且具有過熱和短路保護功能，能夠方便的實現(xiàn)對直流電動機的可靠控制。電機控制電路原理如圖5所示，LMD18200所接收的轉向信號由單片機的P1.1輸出，而PWM信號由P1.2模擬輸出，實現(xiàn)直流電動機的轉速和轉向控制，進而實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)的控制。
圖5 電機控制電路原理
3.3 制冷控制電路
滲透壓儀在工作過程中，（下轉第121頁）（上接第119頁）探針和被測溶液需要通過半導體制冷來使其達到規(guī)定的溫度范圍。本儀器中半導體制冷元件采用單級溫差電制冷組件TEC1-12706設計，該組件采用+12V供電，配合NTC溫度傳感器實現(xiàn)對樣品和探針的制冷控制。電路圖如圖6所示。當P2.1為低電平時，Q1導通，制冷半導體得電，開始制冷;當溫度達到規(guī)定值時，P2.1變?yōu)楦唠娖?，Q1截止，制冷半導體失電，停止制冷。
圖6 制冷控制電路原理圖
3.4 RS485總線接口電路
本文設計的總線接口電路采用RS485通信方式，接口電路原理如圖7所示。利用RS485總線接口，實現(xiàn)滲透壓儀的數(shù)據(jù)傳輸與分析。
圖7 RS485接口電路原理圖
4.實驗與分析
針對設計的滲透壓測量儀，進行了測試實驗，實驗對象是質量分數(shù)為0.9%的NaCl標準溶液。三次測量據(jù)如表1所示。實驗結果表明，三次測量結果的相對偏差小于1%，測量平均值的相對誤差小于1%，本儀器的測量精度和重復性較高，能夠滿足設計要求。
表1 滲透壓儀精度及重復性實驗數(shù)據(jù)表
電壓值（V） 冰點溫度
（℃） 滲透壓摩爾濃度
（mOSmol/kgH2O） 誤差
第一次測量 1.837 -0.535 287.9 -0.2%
第二次測量 1.839 -0.538 289.5 0.3%
第三次測量 1.835 -0.532 286.3 -0.7%
平均值 1.837 -0.535 287.9 -0.2%
標準值 288.5
5.結束語
本文提出的新型滲透壓測量儀采用冰點下降法設計，融合了機電一體化系統(tǒng)設計理論。該儀器克服了傳統(tǒng)檢測方法的不足，具有體積小、精度高、重復性好、操作簡便等優(yōu)點。在醫(yī)藥、生物和食品衛(wèi)生等領域具有廣闊的應用前景。
參考文獻
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一、機電一體化技術發(fā)展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現(xiàn)光學技術的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢.
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(tǒng)(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產品、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、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產品質量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產品，促進產品的更新?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。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術改造機床設備、工業(yè)窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設計，CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區(qū)也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達到35%，中小型骨干企業(yè)要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產品的競爭能力。
1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機械局系統(tǒng)主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產品總數(shù)為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產業(yè)，優(yōu)選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產。
另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數(shù)量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統(tǒng)產業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產品，促進機電產品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M機電一體產業(yè)的形成、為北京產業(yè)結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統(tǒng)產業(yè)的工作重點
(1)大力采用模糊技術，工業(yè)爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術，機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。
(4)優(yōu)先應用CAD／CAM技術，工業(yè)設計水平提高要有新目標
北京工業(yè)產品更新?lián)Q代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發(fā)的奮斗目標
(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數(shù)應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標：
·機床數(shù)控化率：1995年，產量數(shù)控化率達5%，產值數(shù)控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。
·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
·PLC的開發(fā)生產能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。
·“電力電子”開發(fā)生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發(fā)技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術產業(yè)。
·模糊控制器的開發(fā)生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發(fā)生產基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統(tǒng)典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產品的開發(fā)生產能力：微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……
總之，機電一體化技術既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業(yè)產品結構、產業(yè)結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業(yè)。其中，數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業(yè)不僅是北京高新技術產業(yè)的主力軍，也是機電行業(yè)停工、待產、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策
(一)加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調發(fā)展計劃
目前，北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復，生產上撞車!
(二)強化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構，根據(jù)目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導行業(yè)布點布局的調整，進行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發(fā)標、招標工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產機電一體化產品的高新技術企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產品的發(fā)展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造，對有關機電一體化技術對傳統(tǒng)產業(yè)乾地改造，對有關技術開發(fā)、應用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發(fā)應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發(fā)設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業(yè)規(guī)?；ㄔO項目上傾斜；成立“機電一體化”發(fā)展基金，支持機電一體化生產發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”
機電一體化產業(yè)復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
我們認為，北京“機電一體化”發(fā)展，當務之急，重中之重是：
抓緊開發(fā)生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術改造；
抓緊推廣應用經濟型數(shù)控系統(tǒng)，改造機床設備；開發(fā)生產低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；
