发展机电一体化的思路和对策.docx

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1、发展机电一体化”的思路和对策一、机电一体化技术发展历程及其趋势自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了 ，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，机电一体化”技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意（一）”机电一体化”的发展历程1数控机床的问世，写下了 机电一体化”历史的第一页；2微电子技术为机电一体化带勃勃生机；3可编程序控制器、”电力电子”等的发展为机电一体化”提供了坚强 基础；4激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使 ”机电一体化”跃上新台 阶（二）”机电一体化”发展趋势1光机电一体化一般的机电一体化系统是由传感系统、能系统、信息处理系统、

2、机械结构等部组成的因此，引进光学技术，实现光学技术的 先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能 （动力）系统 和信息处理系统光机电一体化是机电产品发展的重要趋势2自律分配系统化一一柔性化未的机电一体化产品，控制和执行系统 有足够的 冗余度”，有较强的 柔性”，能较好地应付突发事，被设计 成自律分配系统在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作 的，子系统为总系统服务，同时具有本身的 自律性”，可根据不同的 环境条作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给 信息，在总的前提下，具体 行动”是可以改变的。这样，既明显地增 加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影

3、响整个系 统。3全息系统化一一智能化。今后的机电一体化产品 全息”特征越越明 显，智能化水平越越高。这主要收益于模糊技术、信息技术 （尤其是 软及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的 ” 从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。4生物一软”化一仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依 赖性很大，并且往往在结构上是处于 静态”时不稳定，但在动态（工 作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工 作时，生物便 死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。 仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化 产品提供新型机体，但

4、如何使这些新型机体具有活的 生命”还有待于 深入研究。这一研究领域称为 生物一一软”或 生物系统工而生物的 特点是硬（肌体）一一软（大脑）一体，不可分割。看，机电一体化产品 虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。微型机电化一一微型化。目前，利用半导体器制造过程中的蚀刻技术， 在实验室中已制造出亚微米级的机械元。当将这一成果用于实际产品 时，就没有必要区分机械部分和控制器了。 届时机械和电子完全可以融合”，机体、执行机构、传感器、PU等可集成在一起，体积很小， 并组成一种自律元。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。三、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统（整机）和基础元、部

5、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、AD/A系统等。典型的机电一体化元、部有： 电力电子器及装置、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。四、北京发展 机电一体化”而临的形势和任务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。前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工

6、作。(一)北京机电一体化”工作面临的形势1北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有 60%以上的企业用微 电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未 完成需要量的一半。(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改 造；在已改造的近600台机床设备中，大约有1%需进一步改造。(3)北京工业系统尚有近20座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二 次改造的必要。(4)北京工业系统 AD应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，AD应用率仅17%(而美、日

7、等国已超过8%;国内先进地区也超过了 30%); AD的覆盖率才达到11%(而全国AD应用工程领导小组指出，八五”期间大中型企业要达到3%,中小型骨干企业要达到1%20%; 到 九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板 )。()北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量 0万千瓦，尚 49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务， 占总任务量的99%左右。(6)工业是全市能消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量 的9%。而北京是一个能严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元 产值能耗折合标煤为247吨，比上海的17吨高7%,比天津的21吨 高14%,比先进的工业化国家高近9

8、倍。因此，北京工业系统节能降 耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。2北京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。北京市的工业产品大约有 3万种，每年约开发试制新产 品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需 要，影响了北京工业产品的竞争能力。1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占78%左右。其中：机械局系统主要产品约 1200种，机电一体化产品不到10种机电一体化产品所占比例仅 4% 强；仪器仪表总公司系统主要产品 30种，机电一体化产品210种， 机电一体化产品所占比例为60%;轻工

9、系统主要产品总数为 649种， 机电一体化、智能化产品1种，机电一体化、智能化产品所占比例约 23%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为 3万元，每辆汽 车平均装用电子产品的费用约 300元，不是总成本的1%;与国外约 28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。3北京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。在北京工业系统中，能耗、 耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年北京的工业结构、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

10、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，带新的活 力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出，实现明生产。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

11、足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。(二)北京机电一体化”工作的任务北京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、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。1北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机 和PID技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大 力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近 20座工业

12、炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。 根据需 要和可能，至U 199年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要 达80%以上，到本世纪末要改造完毕。(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因 此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点抓。到199年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的 变

13、频调速技术。(4)优先应用AD/A技术，工业设计水平提高要有新目标北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统AD的应用率为17%, AD的覆盖率为11%, 到199年应分别达到20%和1%,本世纪末，要力争分别达到和4%2北京机电一体化产品开发的奋斗目标(1)总体目标：到199年全市的机电一体化产品数应不少于 800种， 2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到 2% 和 60%。(2)单项目标：机床数控化率：199年，产量数控化率达,产值数控化率达16%;2000年，分另U达12%和40%。汽车电子化程度：199年，平均每辆汽车上装

14、用和电子产品的费用不 少于1000元，在整车成本中所占比例不低于 3%;到2000年分别不 少于3000元，不低于8%。PL的开发生产能力：八五”期间，开发能力要稳居全国首位； 九五” 北京要成为全国主要的PL生产基地之一。电力电子”开发生产能力：八五”期间掌握第二代电力电子器的批量生产技术和第三代电力电子器的开发技术。 九五”期间第三代电力电 子器的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面， 八五”期间， 开关电、高频电、逆变电要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；九五北京要形成一个具有电力电子器、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配 套能力的

15、高新技术产业。模糊控制器的开发生产能力：八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量 控制的模糊技术控制系统典型产品；交逐步将模糊技术应用于家用电 器中。199年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电 器产品模糊控制器的普及率要分别达到 1、20%、1%、8%左右。 到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到 0%以上。其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居 全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在 八五”有较大突破，九 五”在品种和产量上全国领先；在 八五”期间，以30万千瓦汽轮发电 机组为代表的发电设备要形成综

16、合配套能力， 打出规模效益；数字化、 智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量 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动力，又是开启北京机电行业产品结构、 产业结构调整大门的钥匙。如果北京 完成好上面所建议的 机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世 纪末，北京就会形成一个销售额超过 200亿元的机电一体化产业。具 中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过10亿元；电力电子”的销售额可超过20亿元；PL模糊控制器等销售额可超过1亿元；汽 车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过 2亿元。机 电一体化产业不仅

17、是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停 工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。五、北京发展 机电一体化”的对策（一）加强统筹安排，协调发展计划目前，北京地区从事 机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自 都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局 （总公司） 也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、 着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划 和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全 局的有权威性的发展计划和战略规划。 因此，建议市政府责成有关机 构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的 机电一体化”研

18、究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车！（二）强化行业管理，发挥 协会”作用 目前，北京 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，北京有必要明确一个 机电一体化”行业 的统管机构，根据目前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一一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

19、有关项目的发标、 招 标工作（三）优化发展环境、增大支持力度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，如尽快为外商到北京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要 素等。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

20、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。（四）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

21、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”统一起进行考虑，使 机械” 与 电子”密不可分，深度结合，生产出的新产品起码正做到机电一体 化。我们认为，北京 机电一体化”发展，当务之急，重中之重是:抓紧开发生产GT、GTR、VDS等新型电力电子器及其应用装置 一一 交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进 行的节能、节材为主要目的的技术改造；抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数 控系统；抓紧开发、生产中小型PL,用PL进行生产过程控制；抓紧组织生产多色胶印机、中英打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊 控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用 变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PL等改造供暖、供水设备，进行高层建设的现代化管理，解决交通难、出行难问题