科学技术一体化的特征精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇科学技术一体化的特征范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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[关键词] 现代制造业 先进制造技术 机电一体化技术 紧密联系

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，尤其是现代制造业更是在一个国家的企业生产能力构成中占首要地位，要发展和壮大现代制造业就要大力研究、发展和掌握先进制造技术。所谓先进制造技术，其实就是一种综合技术，是在传统制造技术的基础上加上信息技术和科学的管理，再加上与之相关的科学技术交融而形成的群体技术。

一、先进制造技术简介

制造技术是使原材料成为产品所应用的一系列技术的总称。现代制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理技术的最新成果，并将其综合应用于制造业的全过程。

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，是与现代高新技术相结合而产生的一个完整技术群。它是具有明确范畴的新技术领域，是面向工业应用的技术，是驾驭生产过程的系统过程。它不仅涉及产品的设计、制造工艺、加工和装配、而且覆盖了市场分析、销售使用、维修服务，乃至回收再生的全过程；先进制造技术还涉及企业产品与管理创新、企业生产过程综合自动化、制造单元与系统的集成、制造企业与流通领域的集成、企业间集成与协作等方面。

目前机电一体化技术在现代制造业中应用广泛，在先进制造技术中占相当重要地位。

二、机电一体化技术概要

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是从系统工程出发，综合运用机械技术、微电子技术、光学技术、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有机融合、相互渗透的结果。它涉及了许多新概念、基础学科和边缘学科，是从系统的观点出发，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，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

机电一体化不是机械加电气简单组合、拼凑而成的机械电气化，而是赋予了自动化、虚拟化、柔性化、智能化等特征。其主要由：机械装置；检测装置和传感器、变送器；信息处理部分；驱动器和执行器； 接口部分等5个部分组成。

三、现代制造业的基本内涵及特点

1.基本内涵

按照国际通例，工业中所有将原材料转化为可供使用的物品的行业都可成为制造业，可分为装备制造业和生产消费资料制造业。现代制造业就是用高新技术改造、升级优化传统制造业，是先进制造技术或先进管理手段与制造业相结合的产物。

现代制造业有下面几个方面是必须具备的：1、采用了新技术、新工艺、新装备，实现了制造过程的现代化。2、应用信息化的手段。对生产、管理、销售的全过程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了现代化的生产组织方式。4、现代制造强调以知识和技术投入为因素，以现代集成制造为特征，以高新技产业为先导的高附加值、高科技、产业链长的产业体系。

2.主要特征

通常来说，现代制造业主要有以下特征：

（1）充分消化吸收吸和应用世界先进制造技术与现代高新技术，更加强调以知识和技术为投入因素，企业的工艺、装备、材料高技术化，产品的科技含量和附加值较高。

（2）建立起与现代技术相适应的生产方式和企业组织形式，推广和实施先进的制造模式。发展对国民经济带动作用大，产业链和的产业集群。

（3）符合现代社会可持续发展理念，具有资源节约、无污染绿色等特征，具有与全球化相适应的资源配置方式。

（4）利用现代信息技术，改造和集成业务流程，形成以价值链为基础的分工协作模式，并呈现出制造业与服务业既分工又融合的特点。

四、机电一体化技术与现代制造业紧密联系、密不可分

随着现代制造业向精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化的快速发展，机电一体化技术和产品与现代制造业联系紧密。

1.机电一体化技术和产品

机电一体化技术和产品的广泛应用于工业生产过程的名个领域，特别在现代制造业方面应用较广。其主要有机电一体化系统和典型元、部件两大类。

机电一体化典型系统有：数控机床系统、智能化仪器仪表、印刷机械系统、发动机控制系统及虚拟加工CAD／CAM等系统。

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（PLC）、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技术和产品是现代制造业所不可或缺的。

2.机电一体化产品在现代制造业的优势

（1）设备安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有主动监视、报警、主动诊断、主动保护等功效，从而使其具有较高的自动保护措施和可靠性及较低的产品故障率，明显提高了设备安全性和可靠性，使用寿命也得到相应提高。

（2）生产能力和工作质量、效率大幅提升。机电一体化产品大都具有信息主动处理和主动把持功效，能保证最佳的工作质量和产品的合格率，同时也使得生产能力大大提高。

（3）具有智能化功能，操作简便。机电一体化产品操作按钮和手柄数量明显减少，使得操作大大简化、简便。先进的机电一体化产品是一个完整的系统，可通过模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）对外界参数的改变随机自寻最佳工作程序，实现主动最优化操作。

（4）具有复合功能及适用性。机电一体化产品突出了复合技巧和复合功效，使产品的功效程度和主动化程度大大进步，能适用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。

（5）具有参数化特性，调试和维护方便。机电一体化产品可通过改变控制和执行系统的程序来实现工作方法的转变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变更的需要。机电一体化产品的主动检验和主动监视功效可对工作过程中出现的故障主动采用措施，使工作恢复正常。

总之，现代制造业是科学技术与生产力发展的必然结果，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和产物。两者的紧密结合深刻影响着现代制造业及现代制造技术，随着科学技术的发展，各种技术相互融合、相互渗透的趋势越来越明显，将大大地推进现代制造业的发展步伐。

参考文献

[1]章浩，张西良，周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究，2006（7）

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关键词：机电一体化；机械制造；现状；发展趋势

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。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、产品结构、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”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、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已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，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、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，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。

二、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

三、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：(1)20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉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，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从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。

(2)20世纪70-80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技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。

(3)20世纪90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，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，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。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

四、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。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：1.智能化智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。

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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情3.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。

4.微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，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1cm3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、信息等方面具有无可比拟的优势。

5.环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。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。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。

综上所述，机电一体化和机械制造的出现不是孤立的，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和产物。当然，与机电一体化和机械制造业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，他们的发展前景也将越来越光明。

参考文献

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关键词：机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

一、机电一体化的核心技术

1.机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5.传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

6.伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、机电一体化的发展进程

1.数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

2.微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3.可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

三、机电一体化向智能化迈进

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；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，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：

1.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，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。

2.网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。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。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.微型化：兴起于20世纪80年代末，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立方厘米的机电一体化产品，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。

4.绿色化：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。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。

5.系统化：其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。表现特征之二是通信功能的大大加强，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。一是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，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。

结束语：

当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并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，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

参考文献

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【关键词】机电一体化；发展；趋势

从20世纪80年代以来，由于计算机科学技术的飞速发展，尤其是在大规模集成电路技术和微电子技术取得重大突破后，计算机逐渐向价格低、体积小、性能高、功能强方向发展。因此，计算机也就具备了与工业生产结合、向其它学科渗透的基本条件。这对其它领域的生产技术的革命与改革将起到极大地推进作用。比如在机械工程方面，计算机已经被广泛用于产品和工艺流程的控制，它将计算机、电器、机械变成一个有机的整体，进而形成一门新的技术—机电一体化。机电一体化的出现，极大地改变了整个机械工业的面貌；它引导了机械工业在技术、产品、管理、生产方式等方面发生巨变；使得生产力提高、原料损耗降低、劳动强度下降、市场竞争力提高、效益显著提升。从此，工业化生产就告别了以往的“机械电气化”，迈进“机电一体化”的方向发展。

1、机电一体化概论

所谓的机电一体化是一门综合技术群（族）的总称，它主要目的是运用一些技术原理来使用、发展机电一体化产品。从系统工程的观点上来看，就是将有关电子技术运用到机械的主体、动力、控制以及信息处理等功能上去；将机械装置、电子化设计、软件有机结合起来形成一个系统；进而促使系统和产品展现最优的整体。

随着科学技术的飞速发展，机电一体化正在被赋予许多新的内容和功能。比如能够自动检测和处理信息；能够先通过自动诊断来发现问题，然后进行自动调节与控制，达到自动保护的目的；这表明机电一体化已经具备智能化的特征。而传统的机械电气化只是将机械技术、微电子技术等其它几种新技术进行简单组合和拼凑，这样效果只是将体系代替和放大。所以，两者在功能上有着本质的区别。

目前市面上机电一体化产品主要有三类。一是将机与电结合在一起的典型产品，比如彩色复印机、自动绘图机；二是用电子装置来代替一部分控制功能和机构的机械产品，如机电一体化照相机、带数字显示的机械设备；三是通过微电子装置代替原设备的信息处理机构的产品，如全电子式电话交换机、指针式石英电子表。这些机电一体化产品都具有轻巧化、多功能化和智能化的特点。

2、机电一体化的发展历程

机电一体化主要经过了三个阶段的发展：第一阶段为20世纪60年代以前，在这一初级的阶段，由于人们对机电研究和开发从总体上还处在一种自发的状态，电子技术的水平也尚未发展到一定程度，所以当时的机械技术和电子技术还不能够广泛和深入的结合；正是由于这些原因，尽管第二次世界大战刺激了当时的机械产品与电子技术的结合，而且在战后这项机电结合的军用技术也转化为民用，人们还是只有自觉地利用这些初步的电子技术成果来改善机械产品的性能，因而那些过去开发的产品也就无法推广和普及。第二阶段为20世纪70-80年代，在这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术都得到蓬勃发展，同时大规模的集成电路和微型计算机也出现了，这些就为机电一体化的发展提供了大量的物质和技术基础；至此，机电一体化开始受到世界的广泛关注和支持，极大加速了它的发展。进入到20世纪90年代后期，机电一体化的发展迈入到深入发展的第三阶段，机电一体化技术正逐渐迈向智能化；由于光纤技术、神经网络技术、人工智能技术等都取得了重大突破，再加上微细加工技术的新技术的引入和系统完整的学科体系的形成，都极大促进了机电一体化的发展。

3、机电一体化发展趋势

3.1微型化和智能化

智能化和微型化是未来机电一体化技术的两个重要发展方向。所谓智能化，就是具有模拟人类智能，能够进行独立的判断、推理、决策等逻辑思维能力。由于科学技术的飞速发展，特别是模糊技术、软件技术、芯片技术的取得长足的进步，机电一体化的智能性越来越强、产品的信息越来越凸显；再加上生理和心理学、运筹学、混沌学的引入，机电一体化的目标也越来越高；因此，人们越来越重视机电一体化中的智能化研究。另一方面，机电一体化的产品正在向微米，甚至纳米的微观领域发展，对机电一体化产品的微型化研究起源于20世纪80年代，由于该产品具有灵巧、轻便、低耗能等优势，因此被广泛地用于通信、医疗、军事等多个领域；虽然目前微机械技术的不成熟，阻碍了其发展步伐，但在未来必将取得重大突破。

3.2系统化和网络化

所谓系统化，就是以灵活的方式来进行多种组合，力求对多子系统进行协调、控制、管理的一种具备模式化而又开放式的总线结构；它不仅能够增强机电的通信能力，甚至可以根据仿生学来赋予机电一体化产品人的感情，从而不断地开发出新的机电一体化产品。另外，由于网络技术的普及和发展，对各种远程控制和监测的终端设备的需求量不断增大，而这些设备本身就属于机电一体化产品的范畴。由此可见，机电一体化绝对会向着系统化和网络化发展。

3.3柔性化和环保化

为了更好的应对一些突然事故，未来的机电一体化必须是一个包含多个相互独立子系统的母系统；这其中每个子系统可以拥有对多变的环境做出相应的反应的能力的，这样就显得机电一体化在控制系统过程中具有柔性化，不会显得生硬、死板。除此之外，为了适应时代的趋势，未来的机电一体化还应该注重环保化；多设计和制造一些无污染、无公害的绿色产品，大力保护自然环境和资源，维护人们的身体健康；所以环保化也极其重要。

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在人类社会发展的历史长河中,我们可以清楚地看到:不同的发展阶段和、政治体制、经济环境的差异都在一定程度上左右着科学技术的发展速度。大学里的科学技术活动始于两百年前,它开创了人才培养和科学研究于一体的新型大学组织模式。这一活动极大地推动了人类科学技术的向前发展,从而也为20世纪研究型大学的确立奠定了其理论和社会基础。20世纪中叶,随着人类经济发展对科学技术依赖性的增长,特别是创新理论日益被人们认识,大学创立科技园,它成为经济发展的“加速器”,这种技术与经济一体化的组织模式便由此渗透到大学科技活动中来。回首这两百年来,教育、科技的一体化到科技、经济一体化发展的演变,充分揭示了科学技术发展的一种基于人类社会发展的内在逻辑。

1教育、科技、经济一体化概念的形成

1.1教育、科技、经济一体化概念的提出

经济发展的历史和现实表明,科学技术在经济增长过程中起着第一生产力的作用,但基于自然资源的稀缺性,建立在由资本和劳动要素构成的生产方式基础上的传统经济理论对这一问题的阐释是无能为力的。这就要求人们重新审视已有的经济体系。在人类第一次工业革命时期,纺织机械和蒸汽机的发明,使一些产业的生产方式发生了根本性的变化。人们开始思考技术与经济的关系,如亚当•斯密的《富国论》,但当时西方主流(重商主义)经济学家仍视技术是外生的,把技术排除在正统经济学的研究范围之外。20世纪初,经济学家熊彼特在《经济发展理论》(1912)一书中,首次提出创新理论,并指出决定资本主义发展的主要因素是以新产品、新工艺的市场化为主要内容的创新,生产力要素中的资本、劳动与之相比较仍处于从属地位。在其看来,没有创新的资本主义经济会处于一种“循环流转”的均衡之中,是创新打破这种均衡。其《经济发展理论》奠定了挑战传统经济理论的基础。二次世界大战后,以美国为代表的工业化国家的经济增长相当快,对此,传统的资本和劳动要素已不能作出合理的解释。学者们不得不承认,科学技术在经济生活中扮演着重要的角色。一大批以技术创新为主题的研究,对阐释技术与经济的相互关系作出了许多有价值的贡献。对技术和经济之间的相互作用、相互促进的关系建立了一个合理的分析框架。传统经济表现的是一种物质流,今天的经济表现的是一种知识流,构建知识的生产、流通和消费的理论框架及管理体系必然涉及与知识直接关联的要素,于是教育、科技、经济一体化的概念便提了出来。20世纪末,英国学者Freeman在其著作《TechnologyandEconomicPerformance:LessonsfromJapan》中首次提出了“国家创新系统”的概念。其系统模式的架构是以企业、大学和政府为核心要素,以国家创新战略为引导,以推动知识的生产、流通和消费为中心,进而提高一个国家的经济发展能力和国际竞争力。因此,在以知识的生产、流通和消费为特征的时代,大学的人才培养、科学研究、创新创业的一体化就成为历史发展的必然。

1.2教育、科技、经济一体化形成的过程

教育、科技、经济一体化的形成,经历了一个由自发到自觉的过程。人类创建大学(学院、书院)的初衷,主要是培养不同宗教教派的教士,使不同宗教教派得以繁衍。到18世纪上半叶,人类商业经济得到了发展,政治统治得到了加强,这一切使得不同教派支持的大学和学院,也为世俗社会培养政治和经济发展所需的官员和专业人员,神学、法学、医学、农学、商学等职业人才的培养开始出现。随着人类社会经济的发展,给大学不断提出新的挑战。最初感悟到并付诸行动的是19世纪初德国柏林大学的创建者洪堡,他提出并推动了人才培养和科学研究于一体的大学组织模式。以此培养出具有最新知识的人才,在推动德国经济的腾飞中产生了深远的影响,为当时德国的经济超过英国起到了关键的作用。受德国柏林大学模式的影响,19世纪下半叶,即1876年,以美国约翰•霍普金斯大学的建立为标志,以研究生教育为重点、以科学研究和人才训练相结合为主要功能的新型大学诞生了,并取得相当程度的发展。特别是在第二次世界大战中,美国最大最成功的两个项目“雷达研制”和“原子弹研制”,其研究工作几乎都是在相关大学中完成的。集人才训练和科学研究于一体的大学(后称为研究型大学)对社会进步所发挥的关键作用,牢固地奠定了其社会地位。1952年,美国斯坦福大学率先创立了斯坦福研究园,使大学成为经济发展的“加速器”。到1985年,美国联邦政府正式在大学里设立“工程研究中心”计划,从而从政府的层面上推动教育、科技、经济一体化发展。大学科技园的创建和政府“工程研究中心”计划的推动,使大学从人才训练和科学研究相结合迈向了教育、科技、经济一体化发展的模式。美国在20世纪末期经济的持续增长,在很大程度上得益于教育、科技、经济一体化发展的实践。

221世纪大学功能重构理论的思考

基于教育、科技、经济一体化形成和发展的分析,21世纪大学功能的重构是社会经济发展的一种历史必然,是未来大学充满生机与活力的内在要求。进入以知识的生产、流通和消费为特征的新的世纪,大学普遍成为人们关注的焦点,希望它能输出更多的具有创新能力的人才;能产生更多的创新思想;能孵化更多的创新创业,这种“希望”是大学功能重构外在的力量源泉。在大学中,探究知识的进展和创新精神燃起的智力上的激情为师生队伍带来了活力,使大学充满生机。创新人才的产出是21世纪大学面临的必然选择。对人才培养的标准,不同的历史时期有不同的要求。今天,人才培养的标准是“创新能力”,希望学生从单纯的学习活动走向科学探究活动,进而走向创新创业活动。这里最关键的就是要造就一种创新人才培养的环境和机制。创新思想的产生是基于对知识进展的深刻探究和对经济发展的敏锐直觉。这种“探究”和“直觉”均源于科技活动,人才是科技活动的主体,科技活动造就人才,这种互为的关系使大学成为创新思想产生的一块沃土。如果能给这块沃土提供适宜的环境,创新思想的产生将呈现勃勃生机。创新企业的孵化是基于对技术和市场机会的把握,是新时期人类社会经济持续增长的“发动机”,是技术、经济一体化发展的载体。科技牵引型的结构调整将主导21世纪人类经济的发展方向,而这种调整有赖于创新企业的蓬勃发展。作为创新思想产生沃土的大学必将成为创新企业蓬勃发展的源头。因此,创新创业不但能为大学提供一种创新人才培养的环境和机制,同时,孵化创新企业也成为21世纪大学的一种目的。创新人才的培养,创新企业的孵化,都源于人类对科学探究的能力与活力。这种教育、科技、经济一体化只有在大学中才能实现。因此,大学将成为21世纪国家科学探究结构体系的中心。有了这种定位,那么,如何架构一种基于教育、科技、经济一体化发展内在逻辑的科技发展平台,就成为当今大学推动科技发展首要思考和探询的问题。#p#分页标题#e#

3学科性公司制科技发展新模式的框架

教育、科技、经济一体化就是要求建立一种制度能将三者融为一体。为了获得知识的生产、流通和消费的效率,就必须建立一种高效率的制度安排,这种制度安排的效率主要来自产权制度的效率。这种效率原则挑战大学传统的科技活动的组织制度。

3.1公司制的演进与历史作用

公司制作为一种企业制度,萌芽于古罗马时代。现代的股份制经济产生于15至16世纪的资本主义原始积累时期,发展于18至20世纪初,历经数百年的演变,公司制不断完善,到20世纪中叶现代公司制度得以确立。迄今为止,现代公司制是资源筹集和资源重组的最佳形式。马克思《资本论》第1卷中有这样一段描叙:“假如必须等待积累去使某些单个资本增长到能够修建铁路的程度,那么恐怕至今世界上还没有铁路。但是,集中通过股份公司转瞬之间就把这件事办完了。”由此,从生产力的角度考察,股份制经济极大地促进了资源的集中和生产力的发展;从生产关系的角度来分析,股份制使生产的社会化得到巨大的发展。

3.2公司制是科技发展的必然选择

知识的生产、流通、消费赋予了21世纪科技发展全新的运作理念:用公司制运作科技发展。正如美国斯坦福大学经济学教授NathanRosenberg在2000年“世界企业孵化与技术创新大会”上所言:“科学成为一种日益由经济力量导向,致力于追求经济目标的活动。”由此,出现了知识企业,它与传统企业一样,集合知识生产的要素(人才、资金和信息),并在利润机制驱动和承担风险的条件下,为社会提供知识产品和服务的基本经济单位。这种利益驱动和风险承担要求知识企业必须考虑其营运效率。现代公司制能最有效地把所需的各种资源通过现代产权的制度安排集中起来并予以运作,实现知识生产、流通、消费的营运效率。

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关键词：机电一体化； 技术； 现状； 发展趋势

1.机电一体化技术的概述

到目前为止，机电一体化技术已经发展为一个具有完整体系的新兴学科。所谓的机电一体化指的是机械技术、计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术以及系统技术等结合在一起的技术总称。

首先，机械技术。机电一体化技术的基础就是机械技术，如何同机电一体化技术相适应是其着眼点，利用高新技术对机械技术进行改善，变更其结构、材料以及性能，从而使其重量减小、体积缩小、精度和刚度有所提高以及性能得到改善。

其次，计算机与信息技术。计算机信息处理技术之中包含很多个方面：信息交换、存取、运算、判断以及决策，专家系统技术，精神网络技术以及专家系统技术。

第三，自动控制技术。其中高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、不成、再现和检索都包含在自动控制技术当中。

第四，系统技术。所谓的系统技术就是指利用整体概念，将各种先关技术进行组织和应用，以全局角度和系统目标进行出发，把总体分接成为相互关联的多个功能单位。系统技术中最为重要的一个方面是借口技术，这种技术能够保证系统的各个部分进行有机的链接。

第五，传感检测技术。系统的感受器官就是传感检测技术，它能够对自动控制和自动调节进行有效的实现。系统的自动化程序同它的功能成正比。为了保证机电一体化系统达到较高的水平，因该将传感器的能力进行提高，要求其获取信息时能够更加快速和精确，并且能够经受得住严酷的环境考验。

2.机电一体化技术的应用现状

日本是最早提出机电一体化这个概念的国家。在九十年代末，第一届机电一体化的国际性学术会议在日本召开之后，机电一体化技术的发展和产品的开发得到了各国政府的重视。当前，机电一体化的技术发展和相关产品的开发较为迅速的两个国家是美国和日本。职能传感器、人工智能工业机器人、柔性制造系统、细微加工技术以及光电一体化技术是当前机电一体化技术研究的重点方面。

在我国，对机电一体化的研究与运用的时间相对较晚，为了将同美、日等国家这方面研究的差距减少，近些年来，我国对机电一体化技术的研究投入了当量的资金。而且机电一体化技术也得到了国务院的极大的重视，为此，国家还成立了专门的机电一体化研究小组进行机电一体化技术的研究。为了满足对社会发展对相关人才的需求，近年来，很多大专院校在校内成立的机电一体化专业，培养了大量的机电一体化技术人才。经过多年的努力，很多研究机构和大中型企业在机电一体化技术方面取得了重大的进展。

一般来讲，机电一体化技术得到普遍应用的领域是机械制造业。近些年来，在数控机床的自主生产方面，我国已经取得了重大的突破，其年产数控系统的能力已经达到了年产三千套以上。在机电一体化技术的精度方面，数控机床的生产已经可以达到适当的精工精度。而在工业机器人的软件设计和编程等关键领域，我国也已经取得了巨大的技术进步。当前，在工业机器人行业，全国产的机器人已经占到了三成以上。在计算机集成制造方面，我国的制造技术和制造理论已经得到了长足的发展，CIMS单元技术实验室已经在多个地区进行了建立，各领域也正在展开着计算机集成制造技术的研究。除此之外，在光电一体化技术和微细加工技术方面，我国的机电一体化技术同样也取得了令人骄傲的成绩。

3.机电一体化技术的发展趋势

3.1.智能化。

机电一体化同传统的机械自动化有很大的区别，其最主要的区别就在于智能化，同时，新世纪中，机电一体化的发展方向也在于此。近些年来，处理速度不断提高的处理器、高性能化的微机、集成化与智能化的传感器系统，使得嵌入智能控制法的应用成为了现实，同时，也将机电一体化产品有力的推向了智能化的发展方向。智能机电一体化产品是指能够模拟人类智慧，具有一定的判断推理、逻辑思维和自主局端的能力。

3.2.微型化。

机电一体化科技含量最高的一个分支是微机电系统，这种产品泛指不到一立方米的产品。这种产品具有很多优势，不仅体积小，而且动作灵活，在很多个领域都得会得到广泛的应用：医学、航空以及军事方面。

3.3.绿色化。

工业的不断发展，使得人们的生活得到了巨大的改变。从一方面来看，人们的生活由于机械化的生产而得到了更多的产品，使得物质丰富、生活更加舒适。但是，从另一个方面来看，资源不断的减少，我们周围的生态环境受到了极大的污染。因此，人们开始呼吁对环境进行保护，进而各种绿色产品应运而生，因此，进行绿色的机电一体化产品设计，具有远大的发展前景。

3.4.网络化。

当今时代，计算机技术的不断发展，使得网络技术得到了普及，这机电一体化技术的发展产生了重大的影响。现在，在日常的生活中，随处可见基于网络的远程控制技术和监控技术的应用。因此，我们可以预想到，利用家庭网络，将各种家用电器连接成以计算机为中心得计算机集成家电系统将进入人们的生活当中。从这方面来看，网络化是机电一体化发展的一个方向。

3.5.系统化。

系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构是系统化的一个表现特征。另一个表现特征是通信功能会极大的增强，能够将远程和系统通信联网的需要的局部网络已经被实现。在将来，机电一体化会将产品与人的关系予以更大的重视。与此同时，还将根据一些生物的优良结构来进行新型机体的制造，从而使机电一体化能够向生物系统化的方向发展。

4.结语：

总而言之，机电一体化，这个多种科学技术发展的结晶，会对社会生产力的发展产生巨大的影响。并且，随着科学技术的不断发展，它将同其他的各项技术相互融合，得到更加广阔的发展。

参考文献：

[1] 吴立. 对机电一体化技术发展趋势的探讨[J]. 科协论坛（下半月）. 2007（04）

[2] 潘丽霞. 论机电一体化技术的现状及发展趋势[J]. 山西科技. 2010（04）

[3] 张翠梅. 机电一体化技术现状和发展趋势[J]. 黑龙江科技信息. 2010（04）

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关键词：机电一体化；技术；应用

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，在机械工程领域，由于微技术和机技术的迅速发展及其向机械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”为特征的发展阶段。

一、机电一体化技术的特征

1、机电一体化技术具备较高的安全性

在整个工作过程中，一旦电力发生了超载与过流等故障时，可以采取自动化保护措施，最大限度地避免和减少人员、机械设备出现事故，加强了机械设备的安全性能。此外，机电一体化有关产品具备了自动化监控、自动化诊断、警报与自动化保护等功能。

2、机电一体化具备了较强生产能力

由于机电一体化产品实现了自动化监控目的，所以提高了设备的生产能力。此外，机电一体化产品多数具备自动处理信息和信息控制等能力，其检车控制的精确度、灵敏性和应用范围得到了很大程度的提升，采用自动化控制系统可以保障机械设备的执行情况能够根据相关的设计要求进行，从而保障了产品的质量。

3、机电一体化具备了较高的使用性能

机电一体化产品采用了数字显示和程序控制，这使得手柄和按钮的数量得到很大程度的减少，方便了操作过程。机电一体化产品可以重复大量的动作，更先进的产品还能够筛选工作程序。

4、机电一体化具备了较大的适用范围机电一体化产品具有复合技术和功能，不具有单技术、单功能的局限性，这使得机电一体化产品的功能得到很大提高，也深化了自动化的程度。机电一体化产品具有的自动和智能功能可以轻松应对用户的需求。

二、机电一体化技术应用

1、数控机床

数控技术已经有40年的发展史了，它在多个方面都有明显的提高，比如结构、功能和控制精度，具体表现为：1）结构为多CPU、多主总线形式，具有紧凑、模块化的特点。2）设计具有开放性，硬件系统和功能模块可以最大限度地使用户受益。3）系统可以实现动态仿真二、三维加工过程，通过在线诊断和模糊控制等向车间提供编程技术。4）存储器采用了大容量同时软件设计为模块化，这种改变使得数控的功能变得更加丰富，也使得CNC系统具有更强大的控制功能。5）一个机床可以通过多过程和多通道控制实现多个独立任务同时完成，并且系统中还集成了刀具破损检测等。

2、工业机器人

第一代机器人对工作对象和环境的适应性较低、灵活性较差，也被称为示教再现机器人，它们在进行重复运动时只能根据示教内容进行。在第一代机器人的基础上改进的第二代机器人拥有了先进的传感设备，它和计算机联系密切，可以通过计算机来对工作进行处理和分析，从而做出自己的判断进而控制动作，这表明工业机器人开始变得实用化，表现出了低级智能。第三代机器人即是我们所称的智能机器人了，它的工作离不开第五代计算机，通过传感元件和计算机的作用来达到复杂的逻辑、判断和决策能力。

3、计算机的集成系统

全局动态最有综合帮助实现了计算机集成制造系统，它并非是由各分散系统简单组合而成的。计算机集成制造系统打破了原有部门间的界限，制造是它的基干，通过这个基干达到对“物流”和“信息流”的控制，最终将经营决策、产品开发等有机结合起来。一个企业如果具有很高的集成度将会更好地优化各种生产要素的配置关系，更大程度地开发出各生产要素的潜力。

二、机电一体化技术的发展趋势

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，计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，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。如不断发展的数控设备，利用计算机生产过程进行机种监视、操作、管理和控制。

2、网络化：20世纪90年代，网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。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。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。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3、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、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。从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。

4、人性化：各类产品的生产都是为了方便于人类，故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活，让人们在使用过程中更自然，更便捷。

5、微型化：机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统，国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等，由于微型化的特点，其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。

6、绿色环保化：工业不断发展、我们的生活舒适度不断提升的同时环境污染缺越来越严重，资源也越来越紧缺。人们都在强烈呼吁保护环境、节约社会资源，所以机电一体化技术的一个发展趋势就是绿色环保。在新的时代背景下机电一体化技术产品必须要无害或者对生态环境的危害极小，必须符合人类健康要求，必须有极高的资源利用率，回收利用率也要很高，这就是绿色环保化在机电一体化产品中的具体体现。

7、系统化：其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。特征之二是通信功能的大大加强，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当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并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，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

结语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多技术的结晶，是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。

参考文献：

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京：电子工业出版社.2006