機電一體化智能發展分析

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摘要：現代科學技術飛速發展，我國的工業化水平不斷提升，人們進入到了工業4.0時代。在工業革命背景下，智能技術的應用越來越普遍，本文將具體探討工業4.0時代下機電一體化的智能發展，希望能為相關人士提供一些參考。

關鍵詞：工業4.0時代；機電一體化；智能發展

工業4.0由德國政府提出，是德國2020年高技術戰略之一，由教育部和經濟技術開發部門聯合自主，投資超過了兩億元。工業4.0立足制造行業，以促進制造行業發展作為最終目標，以期構建智慧工廠，提高制造行業的適應性，實現人力資源和物力資源的優化配置。工業4.0以互聯網作為基礎，需要構建現代化的物聯信息系統，將產品供應、產品制造、產品銷售等連在一起。在工業4.0的背景下，必須將著眼點放在智能技術上，構建數字化的工業生產模式。

1相關理論概述

1）機電一體化技術概述。所謂的機電一體化，就是應用電子技術對機械結構功能進行優化調整的系統。在機電一體化過程中，現代電子技術占據著至為重要的地位。機電一體化實現了信息處理功能、控制功能的整合，將軟件硬件融合為一體。硬件系統包括傳感器、信息處理結構、驅動結構等；軟件系統則包含各類軟件[1]。在機電一體化系統中，硬件系統發揮基礎性作用，傳感器可以對信息數據進行收集、傳送和轉換，發揮非接觸檢測技術的重要性。信息處理結構對數據進行集中處理，按照既定程序發送指令，最終實現了機電一體化的正常運轉。2）智能控制系統概述。智能控制系統以智能技術作為依托，在智能技術的作用下，混合系統控制系統正式形成。智能控制系統被分為以下幾種類型：分級控制系統、學習控制系統和專家控制系統。系統類型不同，系統功能也呈現出較大的差異性。以分級控制系統為例，分級控制系統可以對外部工作環境進行自適應，協調組織各項工作。以學習控制系統為例，學習控制系統可以對內部結構進行認識和調整，高效接收轉化數據。以專家控制系統為例，專家控制系統可以融合主體經驗、客體技術，完成各項指令。

2工業4.0時代下機電一體化的智能發展

1）建構模型。在工業4.0時代下推動機電一體化的智能發展，應該對模型進行建構。信息處理模型至為關鍵，可以對數據信息進行整合處理。為了優化模型，需要協調認知系統和費認知系統，推動職能系統升級。機電一體化系統和智能系統呈現出加大的差異性，后者的認知性更強。認知處理不會對反應是耦合造成影響，可以和其達到良性共存。技術人員可以采用行為控制三層模型：第一層模型為認知調節目標，目標管理作為中心[2]；第二層模型為關聯調節模型，可以對激勵信號進行反射；第三層模型為非認知調節模型，可以實現連續驅動。在內外部發生同時變化時，三層模型不會受到過多影響，認知數據處理的功能有所拓展，學習過程即信息收集的過程。認知信息處理參考模型應當具有智能性特征，要主動嵌入到外部環境之中，使內部表達和周圍環境相適應。為了獲得綜合信息處理的能力，可以對模型進行層次劃分，讓最高層為認知調節層，最低層為非認知調節層。2）網絡系統。在構建智能技術系統時，需要采用兩種結構形式：第一種為智能子系統；第二種為組群結構，即智能網絡化系統。智能子系統包括基本系統、執行器、傳感器三個組成部分，組群結構包括信息處理、認知調節、關聯調節和非認知調節等。以農業機械生產為例，在開展大型農業機械生產時，需要對子系統進行功能劃分，使子系統形成相互作用的組合體。智能子系統的排列方式比較分散，因此要應用網絡實現子系統的聯結，促進子系統的通信協調。網絡系統的功能通過子系統功能得到呈現，技術人員要改變子系統的動態，應用云計算技術和嵌入式技術。美國學者提供了網絡系統構建的經驗，技術人員可以應用現代科技形成CPS系統，取代原有的自動化系統。3）智能系統。在提出工業4.0后，德國學者便開展了科技研究，形成了前沿技術創新集群，對智能技術進行了開發。在智能技術開發過程中，需構建三種類型的項目：第一種是平臺項目，要尋找最優智能控制系統，集成人機交互和智能網絡；第二是創新項目，要開發智能子系統，解決網絡互通問題；第三是可持續項目，要確保智能技術開發的持續性，利用政府支持政策[3]。德國公司采用了即插即生產的智能化網絡技術，形成了智能自適應生產系統，實現了模塊化設計。這一網絡技術具有自配置的功能，無需應用工程工具，保證了工作任務的高效完成。我國可以借鑒德國公司的技術經驗，打造特色化的機電一體化智能系統。

3結束語

綜上所述，在工業4.0時代下，必須利用現代科學技術，推動機電一體化的智能發展。

參考文獻：

[1]華愛琴.關于企業智能制造中機電一體化技術的發展分析與應用探討[J].時代農機,2016,43(9):51-52.

[2]繆學勤.工業4.0推動機電一體化走向智能技術系統[J].自動化儀表,2016,37(1):1-5+8.

[3]朱國紅.試論機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用[J].職業,2012(17):90.

作者:喻欣 徐江華 單位:江西省機械工業情報所