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1 概述
當(dāng)前,我國的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,在很多的科學(xué)領(lǐng)域都有了很多的滲透和交互,這樣也使得工程建設(shè)領(lǐng)域出現(xiàn)了很多新的變革,在機械制造領(lǐng)域,科學(xué)技術(shù)尤其是電子計算機技術(shù)不斷使用其中,這也使得基本的技術(shù)和產(chǎn)品功能都出現(xiàn)了很大的改變,這樣就使得工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域機電一體化的速度明顯有了很大的提升。
2 機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化通常就是指在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域多種技術(shù)多種學(xué)科不斷交融的趨勢,以當(dāng)前的機電一體化的發(fā)展情況而言,機電一體化正在朝著這樣幾個方向發(fā)展:
2.1 智能化
在人類社會的發(fā)展和進步中,智能化是一個非常明顯的特征。智能化也是機電一體化技術(shù)和傳統(tǒng)機械技術(shù)的一個最重要的差別。機械智能化的一個最為集中的表現(xiàn)就是產(chǎn)品出現(xiàn)了很多智能化的功能,,機電一體化技術(shù)中,智能化的使用也使得其成為了本世紀(jì)最為重要的一個發(fā)展趨勢。
2.2 高性能化
高性能也就是指速度快、精度高、可靠性強、效率高的發(fā)展趨勢,在近幾年誕生的CNC就能夠很好的滿足這幾方面的需要,這種系統(tǒng)在進行處理的過程中使用很多的中央處理器,在連接的過程中使用了很多條主線,這樣就可以使得數(shù)據(jù)能夠以很快的速度進行傳遞,在運行的過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)同時對多項任務(wù)完成處理,在系統(tǒng)設(shè)置中,重視系統(tǒng)的實際功能能夠?qū)收线M行自動診斷,如果系統(tǒng)出現(xiàn)了問題要及時進行自動檢查和處理,在處理之后還要能夠?qū)ο到y(tǒng)進行自動的修復(fù),這些先進的功能也能夠有效的保證我國機電一體化設(shè)備的高性能。使其能夠在實際的工作中發(fā)揮更大的作用。
2.3 網(wǎng)絡(luò)化
在20世紀(jì)90年代,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國悄然興起,所以與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)的各項技術(shù)也不斷的出現(xiàn)在了各個領(lǐng)域中,遠程控制和監(jiān)控技術(shù)也因為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用得到了很好的效果,用于遠程控制的各種終端也使用了多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),所以,在機電一體化的過程中,其一定會朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
2.4 微型化
微型化是微型機電一體化和機械技術(shù)以及電子技術(shù)的有機融合,這項技術(shù)也是機電一體化技術(shù)中最新的發(fā)展趨勢,這種技術(shù)能夠體現(xiàn)出諸多的優(yōu)勢,首先其體積較小,所以其能夠占據(jù)更小的空間,在運行的過程中靈活性更強,在軍事和醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮著十分巨大的作用,也是近幾年來最重要的技術(shù)之一。
2.5 人格化
在以后的機電一體化技術(shù)中,其在性能和表現(xiàn)上應(yīng)該更接近于人類,也就是要更好的加強人和機械之間的協(xié)調(diào)性,同時也使得二者能夠更好的相互融合,能夠使得機械在操作時更符合人們的操作習(xí)慣,在安全性和可靠性上也能夠更有保證。
2.6 綠色化
系統(tǒng)綠色化特點就是指其在生產(chǎn)制造和使用的過程中不會產(chǎn)生污染,同時也不會對環(huán)境造成負面的影響,同時在其到達使用期限之后還能夠?qū)⑵湎嚓P(guān)的部件進行有效的回收使用,我國的經(jīng)濟和工業(yè)都不斷發(fā)展,隨之而來的是我國的資源也不斷的減少,在環(huán)境方面也出現(xiàn)了很大的不足,生態(tài)環(huán)境不斷遭到新的破壞,這種特點非常符合我國當(dāng)今的發(fā)展需求,同時其又能夠很好的體現(xiàn)出我國的基本國策,所以這種綠色化特征也必然會成為今后我國機電一體化的一個重要的發(fā)展趨勢。
3 我國機電一體化的應(yīng)用前景
3.1 利用高新技術(shù)對機電一體化進行有效的改造和提升
在實際的使用中,機電一體化技術(shù)要涉及到非常多的學(xué)科和領(lǐng)域。它也是一門有很強的綜合性的技術(shù),我國近幾年的發(fā)展中非常重視相關(guān)產(chǎn)品的創(chuàng)新,通過對先進技術(shù)的使用不斷增強產(chǎn)品自身的市場競爭力。
3.2 開發(fā)新一代的機電一體化系統(tǒng)
3.2.1 計算機集成制造系統(tǒng)
在CIMS發(fā)展過程中,要注重人機一體化。在CIMS系統(tǒng)中處于核心地位的過程控制級計算機,應(yīng)配備必要的硬件和一定的軟件功能。在軟件方面,要做到計算輔助設(shè)計(CAD)和計算輔助制造(CAM)與硬件的有機結(jié)合,在發(fā)展過程中,要重視基本技術(shù),不盲目追求高度自動化,數(shù)字化,逐步實現(xiàn)機電一體化的柔性、自動化、全局化。
3.2.2 智能制造技術(shù)
智能制造系統(tǒng)(IMT)是由智能機器和人類專家組成的人機一體化系統(tǒng),是在人類專家的指導(dǎo)下,做到人機的有機結(jié)合,而不是取代人,智能制造系統(tǒng)具有很強的自律能力。人機一體化能力是機電一體化研究熱點,它是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、心理學(xué)、生理學(xué)、運籌學(xué)、計算機科學(xué)等新思想,新方法,模擬人類智能,對診斷過程,人-機接口,自動編程和加工過程等問題進行分析、判斷,推理,構(gòu)思和決策。以取代或延伸制造工程中人的部分腦力勞動,并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展,以求得更高的控制目標(biāo)。
3.2.3 精益生產(chǎn)方式和敏捷制造技術(shù)
精益生產(chǎn)方式(LP)是以人為中心,以簡化為手段,以盡善盡美為最終目標(biāo),包括雇員的介入,全面生產(chǎn)力的保持,及時化的生產(chǎn),全面質(zhì)量管理組成,探討更有效地簡化企業(yè)的組織結(jié)構(gòu),簡化產(chǎn)品的開發(fā)過程,簡化零件的制造過程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),由于LP是基于企業(yè)或企業(yè)集團,有一定的局限性,于是出現(xiàn)了跨企業(yè)、跨地域、面向全球的制造技術(shù)即敏捷制造技術(shù)(AM)它隨著市場變化,能快速形成不斷變化的公司。形成虛擬制造系統(tǒng)達到產(chǎn)品設(shè)計制造過程的敏捷性,實現(xiàn)人、技術(shù)與管理優(yōu)化集成、在企業(yè)內(nèi)部及企業(yè)之間實施并行工程技術(shù)。
3.2.4 快速零件制造技術(shù)
快速零件制造技術(shù)(RPM)是由CAD模型直接驅(qū)動的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實體的技術(shù)總稱。在加工中成型設(shè)備是無需專用夾具或工具的通用機器,而且加工過程中較少的人干預(yù)或無人干預(yù),它由CAD軟件設(shè)計零件的三維實體模型的數(shù)字模型,然后根據(jù)工藝要求,按一定厚度分層,完成從三維實體模型到三維平面的轉(zhuǎn)變,進行加工處理,生成數(shù)控加工代碼,再以平面加工方式生產(chǎn)每個深層要求,是集計算機技術(shù),數(shù)控技術(shù)等于一體的技術(shù)。
結(jié)束語
在機電一體化技術(shù)中要涉及很多的學(xué)科,它的發(fā)展也和社會的發(fā)展和進步有著十分密切的關(guān)系,和機電一體化相關(guān)的技術(shù)有很多種,這些技術(shù)會隨著我國的經(jīng)濟和科技發(fā)展而不斷完善和壯大,從而也更好的為我國的相關(guān)產(chǎn)業(yè)服務(wù),促進我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
0 引言
隨著電子技術(shù),特別是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、新材料技術(shù)、自動控制技術(shù)以及生物工程技術(shù)等在微特電動機上的不斷應(yīng)用,現(xiàn)代微型電動機已發(fā)展到以電子計算機等微電子軟、硬件產(chǎn)品為中樞神經(jīng);傳感器為耳目;電動機為手足;機械本體為驅(qū)干;電力電子器件等,為生命源的新一代伺服驅(qū)動系統(tǒng),這就是常說的機電一體化微型電動機。
本文介紹機電一體化微電機的開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展前景,并舉例闡述機電一體化微電機在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
1 機電一體化微型電動機的開發(fā)現(xiàn)狀
作為機電一體化系統(tǒng)的重要組成部分之一的驅(qū)動和執(zhí)行部分,微型電動機是最常用的驅(qū)動元件和執(zhí)行元件。20世紀(jì)70年代以后,隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路與微型計算機的迅猛發(fā)展以及電力電子器件在微型電動機上的廣泛應(yīng)用,電動機與機械部件在空間上的結(jié)合愈來愈緊密,使得電動機與電源、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組合在一起,大大改善了系統(tǒng)的整體性能和效率,傳統(tǒng)的感應(yīng)電動機擴展了其應(yīng)用領(lǐng)域,交流調(diào)速系統(tǒng)正在很多方面取代直流調(diào)速系統(tǒng)。
20世紀(jì)70年代末,國外研制成功永磁交流伺服電動機,以其高效、體積小、重量輕以及運行性能好的特點在數(shù)控機床和工業(yè)機器人中得到迅速推廣和應(yīng)用。美國國家電力電子應(yīng)用中心(PEAC)B.K.Bose教授把這種采用永磁材料制造的無刷電動機稱之為高級電動機(Advanced Motor),其系統(tǒng)的調(diào)速比可精確控制到1:100000的水平。在這些精密調(diào)速系統(tǒng)中,采用了IGB和MCT等新型電力電子器件,同時采用了數(shù)字信號處理器(DSP),軟件方面則采用了專家系統(tǒng)。目前,國外在一些高精度數(shù)控機床和加工中心上已基本淘汰直流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)。
開關(guān)磁阻電動機近年也有了迅速的發(fā)展,它是電子控制器供電的無級調(diào)速系統(tǒng),具有優(yōu)良的調(diào)速性能,可與直流電動機調(diào)速系統(tǒng)相媲美,是一種典型的機電一體化產(chǎn)品,已經(jīng)推廣到許多工業(yè)領(lǐng)域和家用電器領(lǐng)域。開關(guān)磁阻電動機結(jié)構(gòu)比直流電動機簡單,甚至比籠型電動機還簡單,無換向器和電刷,轉(zhuǎn)子鐵心上無繞組,有可能在中小功率范圍內(nèi)與籠型電動機爭雄,會占有一部分市場,這個動向已引起歐美等國的重視。
將控制和保護電路直接裝在電動機內(nèi),使控制電路和電動機融為一體,這已不是鮮為人知的事。20世紀(jì)80年代初期發(fā)展起來的片狀微型電動機,就是一個典型的范例。這種電動機沒有換向器和電刷,在線圈的空隙中放有用來檢測轉(zhuǎn)子位置的霍爾元件和檢測轉(zhuǎn)子速度的頻率發(fā)生器(FG),省去了電動機附加測速發(fā)電機的特殊結(jié)構(gòu),并配有控制電樞電流和接受處理信號的電子電路。它基本上由兩部分組成,一是頻率發(fā)生器(FG)得到的速度信號,即電樞電流產(chǎn)生力矩反饋電路的速度控制回路。二是處理從霍爾元件得到的轉(zhuǎn)子位置信號,適當(dāng)?shù)胤峙潆姌须娏鞯南辔豢刂齐娐?。片狀微型電動機目前在OA、FA、HA以及FDD市場上應(yīng)用廣泛。機電一體化技術(shù)使微型電動機大大擴展了其應(yīng)用領(lǐng)域和更新?lián)Q代的速度。
2 機電一體化微電動機的發(fā)展前景
(1)超微電動機
超微電動機是指那些形狀非常小(1mm以下),重量很輕,并且在同一聲基板上(硅或其他材料),采用微電子技術(shù)和微加工制造出的機電一體化傳動裝置。
超微電動機屬于機電系統(tǒng)(MEMS)的研究范疇,它的發(fā)展得益于1983年加利福尼亞大學(xué)庫勒依學(xué)院RogerHowe研制成功的所謂犧牲層(Sacrificial Layer)技術(shù)。采用該技術(shù)不僅能在硅片上較容易地制造超微型構(gòu)件,而且也能把它們整體直接裝配在基片上構(gòu)成一個整體。1988年7月,美國加利福尼亞大學(xué)的研究人員制成了厚度只有1~1.5μm、直徑100μm的超微電動機,整個電動機設(shè)計在一塊集成電路芯片上,用靜電力驅(qū)動,制造電動機的材料是磷酸硅。我國目前已有數(shù)家機構(gòu)正在進行研究,最早開始研究的是東南大學(xué),但真正轉(zhuǎn)起來的是清華大學(xué)孫曦慶等報道的靜電同步電動機,轉(zhuǎn)子直徑120μm,轉(zhuǎn)速1200r/min,用芯片上的光電器件在線檢測。中科院上海冶金所開發(fā)的超靜電電動機,轉(zhuǎn)子直徑100μm,轉(zhuǎn)速在0.001~20r/min之內(nèi)連續(xù)可調(diào),且采用徑向力驅(qū)動,最小驅(qū)動電壓為20V,比早期報道的切向力驅(qū)動的靜電電動機具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩,這些都充分表明了我國在超微電動機的研究開發(fā)方面具有一定的國際先進水平。
表面微加工技術(shù)是制造超微電動機的關(guān)鍵技術(shù),它是在制造過程中,以特定的器件和結(jié)構(gòu)部件作為犧牲層,然后通過光刻犧牲層得到可移動、可旋轉(zhuǎn)的微小機械結(jié)構(gòu)。在超微電動機制造過程中,通常以多晶硅為結(jié)構(gòu)材料,氮化硅薄膜作為電氣絕緣材料,SiO2作為犧牲材料。圖1給出了采用多晶硅作為結(jié)構(gòu)基片、經(jīng)光刻加工技術(shù)而制造出的超微靜電電動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
1―絕緣層;2一轉(zhuǎn)子支撐套;3―軸泵;4―轉(zhuǎn)子;5―定子; 6―基片
超微電動機的應(yīng)用前景十分廣闊,特別是在人們尚未充分認識的微環(huán)境下,有待不斷開創(chuàng)發(fā)展。采用微加工技術(shù)制成的微型機器,可進入人體內(nèi)部探查病狀、實施手術(shù),超微電動機可用來冷卻計算機芯片上的表面溫度、校正激光束和光導(dǎo)纖維;微型機器人可到行星上去考察,進入潛艇內(nèi)人無法進入的區(qū)域排除故障等。
(2)鞭毛電動機
鞭毛電動機(Bacterial Flagellar Motor)是細菌在水中游動而使用的分子機械(由蛋白質(zhì)分子而形成的機械)。鞭毛電動機在生物中是唯一的旋轉(zhuǎn)電動機,也是世界上現(xiàn)存最小(直徑50nm)的電動機。
據(jù)國外研究資料表明,鞭毛是由以數(shù)微米大小的菌體中產(chǎn)生(根據(jù)細菌的種類,可產(chǎn)生數(shù)個鞭毛),鞭毛是呈螺旋形的細長纖維,鞭毛的長度大體上從數(shù)微米到10μm之間,直徑僅20nm左右。圖2為鞭毛電動機的模型圖,它是由10種左右的蛋白質(zhì)組成,鞭毛電動機掩含在膜內(nèi),由各個部件的蛋白質(zhì)承擔(dān),使電動機旋轉(zhuǎn)。例如,可推斷出L環(huán)和P環(huán)的復(fù)合體起到軸承的作用,莫特(Mott)復(fù)合體起到定子的作用。鞭毛電動機的能量是由細胞外面到內(nèi)部的離子流供給的。
3 機電一體化微型電動機應(yīng)用舉例
(1)工業(yè)縫紉機驅(qū)動系統(tǒng)
從20世紀(jì)80年代開始。國外開始研究工業(yè)縫紉機用交流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)。日本的重機公司、兄弟公司、三菱公司以及松下公司等先后把交流伺服電動機運用到各類工業(yè)縫紉機中,實現(xiàn)了工業(yè)縫紉機的電子化。
通常,工業(yè)縫紉機驅(qū)動用的電動機和控制裝置為一體化裝置。圖3給出了三菱公司生產(chǎn)的一種交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。操作者通過杠桿部分的踏板操作發(fā)出速度指令,通過改變電動機的頻率和電壓就得到所需要的電動機轉(zhuǎn)速,從而驅(qū)動縫紉機運轉(zhuǎn)。控制回路中的編碼器、電流檢出器不斷地反饋電動機的速度、電流,并以此進行矢量控制。動作停止必須使電動機減速,根據(jù)接收到的位置檢出器信號和編碼器上的信號來控制位置環(huán),從而使縫紉機針停止在正常位置。
圖4給出了松下公司生產(chǎn)的另一種交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點就是功率控制回路的簡單化和小型化,以及控制電源的小型輕量化、單片機化??刂朴玫奈⑿陀嬎銠C采用內(nèi)藏兩個CPU的高速雙重微機MNl8982(松下電子工業(yè)生產(chǎn),8hit,8KB ROM)。兩種驅(qū)動系統(tǒng)的不同在于前一種采用IM(感應(yīng)電動機)伺服方式,后一種則采用SM(同步電動機)伺服方式。
近年,在國外出現(xiàn)了一種新型控制系統(tǒng),即采用磁力軸泵(直線懸浮電動機)控制主軸位置精度的電主軸(磁力軸承高速主軸部件),它是通過現(xiàn)代電子調(diào)節(jié)技術(shù)信號比較,以檢測偏離平衡位置的變位置,控制系統(tǒng)就按這個變位為零的方式進行工作。
4 結(jié)束語
交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是一種性能優(yōu)異、極具發(fā)展?jié)摿Φ臋C電一體化產(chǎn)品。從目前機床業(yè)的發(fā)展方面來看,主流仍然是數(shù)控機床(CNC),伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分,它的性能好壞,將直接影響數(shù)控機床的加工精度和生產(chǎn)率,因此開發(fā)高質(zhì)量的交流伺服驅(qū)動電動機乃是今后需要努力的目標(biāo)。
未來機電一體化微型電動機的發(fā)展將會在集成和優(yōu)化上下功夫,構(gòu)成所謂智能化電動機。微機械技術(shù)的興起是一個值得重視的發(fā)展方向,人們期望能用這項新技術(shù)不斷地研制出復(fù)雜的執(zhí)行器,甚至微型機器人。
鞭毛電動機的研究雖仍在進行中,但它表明機電一使轉(zhuǎn)子(主軸)保持較高的回轉(zhuǎn)精度,具有較高的靜動態(tài)剛度和電衰減特性,克服了滾動軸承在轉(zhuǎn)速超過某一極限時(20000r/rain)產(chǎn)生燒結(jié)、損壞等,轉(zhuǎn)速達25000~120000r/min。目前,國外已有一定數(shù)量的高速切削機床裝有這樣的電主軸控制系統(tǒng)。
圖5給出日本七亻工一精機開發(fā)的應(yīng)用于內(nèi)圓磨床上的磁力軸泵控制系統(tǒng)方框圖。轉(zhuǎn)子無論從哪一方向靠近定子,空隙較大一側(cè)的電磁鐵的電流就增大,從而產(chǎn)生對轉(zhuǎn)子的牽拉動作。變位傳感信號可不間斷地與基準(zhǔn)體化微型電動機在今后的發(fā)展中,將把人們帶進一個新的應(yīng)用領(lǐng)域――微觀世界,同時也標(biāo)志了機電一體化微電機將從此走入分子時代。
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現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得單純的單一學(xué)科應(yīng)用已遠遠無法滿足人類社會的生產(chǎn)生活需要。各學(xué)科相互滲透,相互促進,為新的技術(shù)改革,知識創(chuàng)新提供契機。機電一體化技術(shù)就是在這樣的背景下發(fā)展而成的。
一、機電一體化技術(shù)簡介
機電一體化又稱機械電子學(xué),英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設(shè)計》一書的副刊。時至今日,機電一體化這一概念已經(jīng)廣泛的被接受和應(yīng)用。
機電一體化技術(shù)并不是單純的機械學(xué)與電氣或電子學(xué)的結(jié)合,而是在上述兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了信息技術(shù),傳感器技術(shù),自動控制技術(shù),計算機技術(shù),接口技術(shù),信號變換技術(shù)以及軟件工程技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù),并不斷發(fā)展,廣泛應(yīng)用的一門新興科學(xué)技術(shù)。
二、機電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
(一)、世界范圍內(nèi)的發(fā)展
20世紀(jì)60年代以前為初級階段。這一時期,人們在生產(chǎn)生活中并沒有刻意的將機械學(xué)與電子學(xué)技術(shù)結(jié)合起來,而是不知不覺的利用電子技術(shù)的成果來完善機械產(chǎn)品的性能,這便出現(xiàn)了最早期的機電一體化技術(shù)。期間發(fā)生的第二次世界大戰(zhàn),促使了機械技術(shù)與其他技術(shù)的融合。戰(zhàn)后,這些技術(shù)由軍用逐漸應(yīng)用至民用范圍,但并沒有提出機電一體化這一概念,沒有將多技術(shù)的結(jié)合推廣。
20世紀(jì)70到80年代是這一技術(shù)蓬勃發(fā)展的時期。由于計算機技術(shù)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,大規(guī)模的集成電路和微型計算機開始出現(xiàn),這位機電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。正是在這一階段,Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可,機電產(chǎn)品大量涌現(xiàn),世界各國逐漸對這項技術(shù)給予大力支持。
20世紀(jì)90年代開始,機電一體化技術(shù)進入新的階段。這一時期,通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)以及微細加工技術(shù)與機電一體化技術(shù)逐漸結(jié)合,出現(xiàn)了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時,機電一體化技術(shù)本身的研究日益成熟,對機電一體化技術(shù)的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學(xué)體系的研究,使機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)更加完整,理論體系更加完善。
(二)我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展
[1]我國是從20世紀(jì)80年代初才開始這方面技術(shù)的研究。國務(wù)院成立了由杰出科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組,并將這項技術(shù)列入“863”計劃中。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(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,雖然都取得了一定成果,但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當(dāng)大的差距。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
在半個世紀(jì)左右的發(fā)展中,人類生產(chǎn)生活對機電一體化技術(shù)不斷提出更高的要求,推動機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、綠色化和微型化程度快速發(fā)展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術(shù)的重中之重。
智能化是目前形勢下大部分技術(shù)所共有的發(fā)展方向,也是機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機械技術(shù)的重要區(qū)別之一。隨著智能控制技術(shù)的進一步發(fā)展和人工智能技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)計活動中被越來越重視,機電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展迅速。在更高速的微處理器出現(xiàn)以及運籌學(xué)、仿生學(xué)等技術(shù)的輔助下,機電一體化產(chǎn)品更好的擁有人類的部分智能。
機電一體化技術(shù)的發(fā)展必須標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標(biāo)準(zhǔn),將各個單元、接口統(tǒng)一化,以便擴大規(guī)模生產(chǎn)。但由于這項技術(shù)剛剛興起,做到標(biāo)準(zhǔn)化系列化還很難。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展,為機電一體化技術(shù)帶來了新的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及使得基于網(wǎng)絡(luò)的各種機電產(chǎn)品遠程控制得到很大發(fā)展。而總線技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,帶動了家用機電產(chǎn)品系統(tǒng)化,集成化的發(fā)展。
[2]系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。另一個表現(xiàn)是通信功能的增強。機電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是更加注重人格化,機電一體化的人格化有兩層定義,首先,就是模仿生物生理機能,設(shè)計各種機電產(chǎn)品。另外,機電一體化產(chǎn)品歸根到底是人在使用,賦予機電產(chǎn)品人的智能、情感、個性愈發(fā)重要,其總重目的便是人機一體。
在生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)重要的今天,機電一體化技術(shù)的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產(chǎn)品是指產(chǎn)品在設(shè)計、試驗、生產(chǎn)以及回收銷毀等方面對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率高。設(shè)計、使用綠色機電產(chǎn)品,是機電一體化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
機電一體化技術(shù)的微型化指的是機電產(chǎn)品向微型機械及微觀領(lǐng)域發(fā)展。這一概念興起于20世紀(jì)80年代末,國外稱其為微電子技術(shù)。微電子產(chǎn)品體積小、耗能低、靈活性高,可廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)療、軍事等方面。而機電一體化技術(shù)微型化的一個挑戰(zhàn)就是必須采用超精加工技術(shù)進行生產(chǎn)制造,如果在這一方面有了較大的發(fā)展,那么機電一體化技術(shù)的微型化將有質(zhì)的飛躍。
綜上所述,機電一體化技術(shù)是社會勞動力發(fā)展的產(chǎn)物,也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。機電一體化技術(shù)融合多學(xué)科種類,使傳統(tǒng)的機械預(yù)設(shè)方法和預(yù)設(shè)概念發(fā)生著革命性的變化。伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將愈發(fā)光明。大力發(fā)展這一先進技術(shù),不僅是人類文明發(fā)展的要求,也是創(chuàng)新理念,振興工業(yè)的必經(jīng)之路。
1 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的考核:
煤礦機電方面的精細化管理工作,首先要定期對各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進行嚴(yán)格考核,這些指標(biāo)分別是設(shè)備完好率、待修率、煤礦機電事故率、用電綜合電耗、用電原煤電耗、功率因數(shù)、通風(fēng)機效率、噸水百米用電單耗、空壓機比功率、噸煤提升單耗、防爆合格率、小型電氣合格率、礦燈完好率、電纜吊掛合格、大型設(shè)備完好率等15項。只有定期(每月)對上述技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進行統(tǒng)計分析,對照行業(yè)要求及較好的指標(biāo)同比,制定相應(yīng)的改進措施和整改方案并認真執(zhí)行,才能更好的對煤礦進行精細化管理,達到節(jié)支降成的目的。
2 煤礦用電、用水、設(shè)備、配件等方面的管理:
(1)用電管理:
成立節(jié)電管理小組,每天對用電情況進行統(tǒng)計,并把統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)進行對比、分析并制定針對性的措施。不定期對使用單位進行檢查,對不合理用電現(xiàn)象進行相應(yīng)處罰。
嚴(yán)格執(zhí)行躲峰添谷制度,在不影響運煤和提人的前提下,適當(dāng)減少鋼帶機峰時段的運行時間,盡可能避開峰時段開機,并對鋼帶機和煤質(zhì)科皮帶的運行時間進行合理調(diào)整,由礦調(diào)度室統(tǒng)一監(jiān)視其開停時間。將每日9點至11點,17點至21點定為鋼帶機節(jié)電時間,無貨時停運。主排水泵房、井上供水泵、沖漿泵嚴(yán)格按規(guī)定的時間躲峰填谷,不得在峰時段開機。材料井絞車、各單位使用提升絞車在谷時段提車,平時段補充,峰時段不提車。根據(jù)天氣狀況,合理調(diào)整鋼帶機熱風(fēng)幕開停臺數(shù)。其他各單位熱風(fēng)幕也應(yīng)合理開啟,并制定具體開機時間表。
加大井下檢查力度,嚴(yán)格杜絕設(shè)備空載運行,淘汰高耗能、低效率的用電設(shè)備,加強井下供排水管理,嚴(yán)禁排“循環(huán)水”。
(2)用水管理:
完善用水計量、統(tǒng)計和定期分析制度。堅持總量控制與定額管理相結(jié)合,推進水資源的精細化管理和量化考核。完善水資源計量器具配置和管理。按照用水單元規(guī)范配置計量器具,一、二級水表計量率達到100%,三級水表計量率達到90%以上。規(guī)范建立供排水管網(wǎng)圖、計量網(wǎng)絡(luò)圖、原始記錄和統(tǒng)計臺賬,并定期進行分析,及時發(fā)現(xiàn)問題,采取措施,保障系統(tǒng)和設(shè)施的有效運行。
全面進行供排水系統(tǒng)排查,優(yōu)化升級管網(wǎng)布置。加強供用水設(shè)施、設(shè)備的日常巡查和定期保修、檢修管理,杜絕跑、冒、滴、漏,降低溢流水量。
深化礦井水系統(tǒng)改造和廢水處理、利用。充分發(fā)揮現(xiàn)有礦井水、生活污水等處理系統(tǒng)的功能和作用,立足各工藝用水的實際要求,充分做好礦井水深化廢水處理項目的運行管理工作,促進廢水的資源最大化,最大限度地降低工業(yè)新取水量,減少廢水排放。
(3)設(shè)備、配件管理:
在日常管理中,認真實行設(shè)備二級租賃管理辦法,開展逢“十”調(diào)度會制度,對基層單位設(shè)備的使用情況進行合理分析,科學(xué)配套,將閑置設(shè)備及時回撤,降低設(shè)備占有率。
檢修設(shè)備堅持“精品原則”,礦、科、隊三級領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場指揮,工程技術(shù)人員跟蹤指導(dǎo),嚴(yán)格檢查每一個零部件,對超限的配件及時更換,檢修完的設(shè)備全部檢驗試車,做到精修、細修,達到檢修標(biāo)準(zhǔn)。擴大設(shè)備檢修品種,抽調(diào)專業(yè)技術(shù)人員和經(jīng)驗豐富的職工組成技術(shù)小組攻克設(shè)備檢修技術(shù)難題,努力做到所有設(shè)備全部自修,提高自制加工能力。
井下常用采煤機截齒,耙斗機耙齒,刮板機刮板、圓環(huán)鏈、連接環(huán),皮帶機皮帶、H架,噴漿機襯板等配件均在井下-450硐室集中管理,減少了運輸環(huán)節(jié),提高了工作效率,減少了浪費和跑冒滴漏現(xiàn)象。加強舊品、舊件的修復(fù)工作,由車間質(zhì)檢員和技術(shù)員共同鑒定,確認配件不能修復(fù)后方可領(lǐng)取新件,減少新品投入,降低噸煤成本。
3 技術(shù)革新工作的發(fā)展方向:
在21世紀(jì)的今天,只有把煤礦打造成以自動化為核心的信息化礦井,不斷降低人員投入,才能提高礦井安全系數(shù),降低噸煤成本,不被市場所淘汰。對于機電技術(shù)方面,要努力推廣和應(yīng)用集中控制、無人值守技術(shù),將提升鋼帶機、主運皮帶機、井下水泵房、井下變電所等設(shè)備、設(shè)施提升到自動化控制水平。
推廣主運鋼帶機實現(xiàn)無人值守,實現(xiàn)“集控”“就地”“閉鎖”三種工作方式,達到集中控制、集中操作、集中顯示。指揮中心配備兩立的上位監(jiān)控機及顯示器,具有數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控畫面顯示、參數(shù)處理、事故報警、制表打印及PLC參數(shù)設(shè)置、控制邏輯修改、系統(tǒng)調(diào)試等功能。
推廣主運皮帶系統(tǒng)無人值守,每個系統(tǒng)皮帶機設(shè)置PLC控制箱和信息傳輸接口,分系統(tǒng)皮帶機數(shù)據(jù)通過信息傳輸接口接入環(huán)網(wǎng)交換機站點,將數(shù)據(jù)傳送給指揮中心的工控機進行音頻、視頻監(jiān)控和自動化控制。
推V水泵房安裝無人值守系統(tǒng),監(jiān)測、控制系統(tǒng)實時在線監(jiān)測水倉水位,當(dāng)水位達到上限時能夠報警,自動開啟水泵;當(dāng)水位達到下限時,發(fā)出聲光信號,自動停泵。推廣變電所安裝無人值守系統(tǒng),實現(xiàn)變電所內(nèi)所有高、低壓開關(guān)保護器,電力監(jiān)控分站、地面主控機集中自動化控制。
4 結(jié)束語
煤礦只有在機電方面不斷強化精細化管理工作,認真考核各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),加強供電、供水、設(shè)備、配件的管理,推進自動化、信息化技術(shù),不斷提高科技水平,才能達到節(jié)支降成、安全高效的目的,才能在市場中生存和發(fā)展。
參考文獻:
[1]《煤礦安全規(guī)程》2011版.
1 營銷發(fā)展的趨勢——體驗營銷
體驗營銷最早興起于美國等發(fā)達地區(qū),隨后迅速遍及全球。他的出現(xiàn)是由于企業(yè)競爭加劇和消費者對體驗需求的急劇膨脹。體驗營銷是企業(yè)以服務(wù)為舞臺。以商品為道具,圍繞著消費者創(chuàng)造出值得回憶的活動。與傳統(tǒng)營銷相比,體驗營銷關(guān)注的重點在于顧客的親身體驗而不是產(chǎn)品的功能特性和利益,體驗營銷將顧客看作理性的情感者而不是理性的決策者,顧客最終做出購買決策的驅(qū)動力在于自身愉悅的情感體驗而不是理性的價值分析。體驗營銷不僅為企業(yè)提供了新的發(fā)展空間,同時也給企業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。企業(yè)的競爭焦點,從產(chǎn)品到服務(wù)。現(xiàn)在將轉(zhuǎn)到“體驗”。
現(xiàn)今,體驗營銷成為營銷發(fā)展的趨勢,表面上看是因為體驗營銷能為企業(yè)帶來競爭優(yōu)勢。
什么是體驗營銷?體驗營銷的內(nèi)涵可以理解為企業(yè)通過戰(zhàn)略管理和運營管理。創(chuàng)造、提供和出售體驗。讓客戶在消費過程中有所感受,留下印象,并使客戶的精神需求得到最大程度的一種營銷模式,其最終目的是把客戶滿意轉(zhuǎn)化為企業(yè)價值。
2 電信業(yè)營銷的必然選擇——精確營銷
從廣義上講,精確營銷包括5個步驟;①收集和整理有關(guān)客戶的各方面信息,建立客戶數(shù)據(jù)庫;②加深客戶理解,掌握細分客戶群體的差異化需求;③根據(jù)細分客戶群體需求設(shè)計差異化產(chǎn)品和服務(wù),④提供滿足客戶群體的差異化產(chǎn)品和服務(wù);⑤通過營銷活動反饋進一步深化對客戶本質(zhì)需求和客戶購買和使用習(xí)慣的理解。
電信產(chǎn)品不同于其它行業(yè)的基本特點決定了它的營銷具有特殊性,也決定了電信業(yè)非常適合進行精確營銷。從電信企業(yè)內(nèi)部各個IT系統(tǒng)如數(shù)據(jù)網(wǎng)上營業(yè)廳、營業(yè)受理、客戶服務(wù)熱線、計費系統(tǒng)、帳務(wù)系統(tǒng)等中獲取數(shù)據(jù),并以客戶ID為主鍵進行抽取、轉(zhuǎn)換并裝載(ETL)形成一個集中的數(shù)據(jù)庫。然后把需要的數(shù)據(jù)通過ETL形成目標(biāo)數(shù)據(jù)集。電信企業(yè)可以通過使用SPSS,SAS等數(shù)據(jù)挖掘工具分析收集到的數(shù)據(jù)集。電信企業(yè)進行客戶分群時一般從價值緯度和行為緯度對客戶分別進行價值分群和行為分群,再結(jié)合兩次分群的結(jié)果確定戰(zhàn)略性客戶分群,并對每個群進行深入的特征刻畫和分析。
通過掌握各個細分客戶群的信息,制定緊貼客戶需求的有針對性的營銷方案。電信產(chǎn)品與用戶互動性很強,要求電信運營商對用戶需求格外關(guān)注,關(guān)注他們在這一整個過程中的體驗感受,吸引目標(biāo)消費者,從而避免同質(zhì)競爭,此外,電信產(chǎn)品的無形性,造成它很難通過普通的營銷方式被用戶所感知。因此,電信企業(yè)應(yīng)重視用戶對產(chǎn)品的體驗情況,在制定營銷方案過程中。需要增加用戶切身體驗的環(huán)節(jié)。而這些營銷方案就需要聯(lián)系本文上面所提到的體驗營銷。
3 電信業(yè)體驗營銷的實現(xiàn)途徑
現(xiàn)今,隨著3G牌照的發(fā)放,主要的電信運營商將成為全業(yè)務(wù)運營商,提供的產(chǎn)品和服務(wù)的同質(zhì)化問題將進一步加劇,競爭將更加白熱化;另一方面,未來3G提供的產(chǎn)品越來越個人化,更有助于客戶體驗的產(chǎn)生,而基于寬待接人的信息化內(nèi)容的不斷延伸和擴展,互聯(lián)網(wǎng)上的體驗服務(wù)將更為深刻。因此,可以說,電信行業(yè)的體驗經(jīng)濟正在來臨。誰能抓住這個機會,順應(yīng)客戶體驗的需要,誰就能率先取得競爭優(yōu)勢,贏得客戶青睞。電信行業(yè)的體驗營銷,就是讓客戶有所感受,留下深得人心的印象,明確體驗可以帶來新的價值。也就是通信企業(yè)以客戶為中心,通過向客戶提供一定的業(yè)務(wù)和服務(wù),創(chuàng)造出值得客戶回憶的活動。這其中業(yè)務(wù)是有形的,服務(wù)是無形的,而所創(chuàng)造出各具特色的體驗,是令人難忘的。
3.1 細分市場,業(yè)務(wù)主題化
傳統(tǒng)的電信服務(wù)主要為用戶提供基礎(chǔ)的語音業(yè)務(wù)。而體驗經(jīng)濟時代是差異化營銷的時代,差異化不僅在于業(yè)務(wù),更加注重用戶的體驗。用戶需要的是一種能夠滿足自我的、難忘的體驗經(jīng)歷,是一種高層次的精神滿足。而精神需求本身因個性、心理特征、年齡、職業(yè)、收入、經(jīng)歷、受教育水平等不同而具有差異的特征,這就要求電信業(yè)務(wù)特色化、多樣化。然而,試圖滿足絕大多數(shù)用戶需求的業(yè)務(wù)是很難有特色的,而且勢必導(dǎo)致人、財、物的分散,無法發(fā)揮電信企業(yè)自身的優(yōu)勢。
3.2 打造全面服務(wù)
一、問題的提出
近年來,煤、電企業(yè)之間的沖突越演愈烈,一方面,煤炭價格上漲,導(dǎo)致電力企業(yè)成本大增,另一方面,煤炭價格下跌,煤炭企業(yè)又惜售,導(dǎo)致電力企業(yè)用煤短缺,二者之間的矛盾已經(jīng)嚴(yán)重影響到國民經(jīng)濟的發(fā)展。長期以來,政府為解決這個問題采取了一些措施,比如煤電價格聯(lián)動,“廠網(wǎng)分離,競價上網(wǎng)”的電力改革等,但到目前為止,收效甚微。同時,在學(xué)界,為了化解煤電沖突,很多學(xué)者從不同的角度對此進行了專門的研究。
于立、劉勁松(2004)從產(chǎn)業(yè)組織學(xué)的角度指出,造成中國煤電關(guān)系緊張的根源在于煤電企業(yè)之間所形成的縱向價格雙軌制關(guān)系。于立宏、郁義鴻(2006)認為,煤電矛盾的復(fù)雜性既源于煤電屬于縱向關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)這一特性, 又源于我國經(jīng)濟周期性導(dǎo)致的需求強波動性。政府政策的頻繁變更反映了政策制定未能把握這兩種特性對于煤電關(guān)系的影響。林柏強、魏巍賢、李丕東(2007)進一步通過實證研究得出結(jié)論,中國高速經(jīng)濟增長是煤炭需求增長的主要原因,GDP是引起煤炭增長的原因,但煤炭需求不是引起GDP增長的原因。
針對煤電之間的沖突,一些學(xué)者又提出了相應(yīng)的解決措施。于立、劉勁松(2004)認為有兩種可行的辦法,一是恢復(fù)煤炭產(chǎn)業(yè)的橫向價格雙軌制。二是電力企業(yè)與煤炭企業(yè)實行縱向一體化。胡予紅(2004)介紹了煤礦辦電的現(xiàn)狀、特點及發(fā)展趨勢,提出大力扶持煤礦辦電,鼓勵煤電縱向一體化。于立宏、郁義鴻(2006)認為,煤電縱向一體化能夠確保煤炭供應(yīng),減小煤炭需求波動性和煤炭價格上升對發(fā)電廠成本的影響。武丹(2008)從競價上網(wǎng)的角度研究了煤電縱向一體化及其效率。
雖然很多學(xué)者提出了煤電沖突的解決之道,并在一定程度上論述了煤電一體化的經(jīng)濟效應(yīng)。問題是(1)如果煤電一體化戰(zhàn)略存在巨大經(jīng)濟效應(yīng),那么這個經(jīng)濟效應(yīng)有多大?(2)如果實行煤電一體化戰(zhàn)略,煤電一體化企業(yè)會存在哪些潛在的負外部性?針對煤電一體化的優(yōu)勢和劣勢,政府管制政策應(yīng)作何取舍?
本文試圖應(yīng)用產(chǎn)業(yè)組織理論進一步對區(qū)域煤電一體化的經(jīng)濟效應(yīng)進行分析,對其存在或產(chǎn)生的負外部性,結(jié)合當(dāng)前我國實施的政策,運用政府管制經(jīng)濟學(xué)的理論提出相應(yīng)的對策。
二、區(qū)域煤電一體化的經(jīng)濟效應(yīng)分析
從全國范圍來看,煤炭市場是一個完全競爭市場,但是從區(qū)域范圍來看,有少數(shù)煤炭企業(yè)或企業(yè)集團占據(jù)壟斷地位。從全國范圍來看,電力市場是一個壟斷競爭性市場,但是在區(qū)域市場上,少數(shù)電力企業(yè)具有獨占優(yōu)勢。電力企業(yè)的最終產(chǎn)品是電力,因此,電力企業(yè)是電力的電力供給者,消費者是電力的需求者。在此基礎(chǔ)上建立區(qū)域煤電一體化模型來研究其經(jīng)濟效應(yīng)。
(一)前提假設(shè)
假設(shè)一個區(qū)域的煤電領(lǐng)域只存在兩家壟斷企業(yè),一家是煤炭企業(yè),一家是電力企業(yè)。煤炭企業(yè)生產(chǎn)電煤的邊際成本為C,電煤只供應(yīng)給電力企業(yè),價格為Pu(Pu>C,Pu代表煤炭企業(yè)制定的電煤價格,Pd代表電力企業(yè)制定的電力價格)。生產(chǎn)單位電力除了需要一定電煤投入外,不需要其他中間投入品,也就是說電煤價格Pu就是電力企業(yè)的邊際成本。假定整個區(qū)域的電力需求為D(Pd)。此外,假定單位電煤生產(chǎn)單位電力,中間沒有損耗,這樣電力企業(yè)對電煤的需求與消費者對電力的需求相等,即D(Pu)=D(Pd)。為了便于分析,假設(shè)我國已充分實現(xiàn)了完全競價上網(wǎng),此外忽略輸電環(huán)節(jié)產(chǎn)生的成本,企業(yè)自主決定的競價上網(wǎng)的電價就是最終消費者購買電力的價格Pd。因此電力企業(yè)關(guān)注的是如何使(Pd-Pu)D(Pd)最大化。假定最終需求函數(shù)為D(Pd)=a-bPd且C0)。
(二)模型分析
1.令■u和■d分別是上下游企業(yè)的利潤,■1和■2分別是一體化之前兩個企業(yè)的利潤之和以及一體化后企業(yè)的利潤。首先考慮煤炭企業(yè)和電力企業(yè)沒有實現(xiàn)一體化時的均衡。
電力企業(yè)求解maxpd[(Pd-Pu)(a-bPd)],解得電力企業(yè)利潤最大化的價格為Pd= ■。
此時,整個區(qū)域?qū)﹄娏Φ男枨鬄镈(Pd)=■,從而得到電力企業(yè)的利潤為■d=[(Pd-Pu)(a-bPu)]=■。
現(xiàn)在對于煤炭企業(yè)而言,求解以下方程式maxpu[(Pu-C)(■)],由此可得煤炭企業(yè)利潤最大化的價格為 Pu=■。此時,電力企業(yè)對煤炭的均衡需求為D(Pu)=■,從而可以得到煤炭企業(yè)的利潤為■u=■。根據(jù)以上的結(jié)果可以求得煤炭企業(yè)和電力企業(yè)的利潤之和:■1=■u+■d=■+■=■,消費者剩余CS■=■(a-bx) dx=■。
2.現(xiàn)在考慮煤炭企業(yè)與電力企業(yè)采取了煤電一體化戰(zhàn)
略。成為一家企業(yè)后,它為每一單位電煤支付的邊際成本為C??紤]兩種情況,(1)實現(xiàn)縱向一體化沒有產(chǎn)生并購成本,(2)實現(xiàn)縱向一體化產(chǎn)生了并購成本,記為E。
首先考慮第一種情況,求解maxpd[(Pd-C)(a-bPd)],解得利潤最大化的均衡價格為Pd*=■,一體化企業(yè)對電力的供給為D(Pd)=■。比較D(Pu)和D′(Pd),可以看出后者大于前者,說明一體化企業(yè)的發(fā)電量有剩余,可以輸送到其他地區(qū)。此時,利潤總額為■2=■,消費者剩余為CS■=■(a-bx) dx=■。
其次,考慮第二種情況。求解maxpd[(Pu-C)(a-bPd)]-E,解得利潤最大化的均衡價格、均衡產(chǎn)量和消費者剩余與第一種情況一樣,但是利潤總額變成了■2=■-E。當(dāng)存在合并成本時,只有當(dāng)E
3.令W1和W2分別代表未一體化和一體化后社會的總福利,因此W1=■1+CS1=■,W2=■2+CS2=■-E。
(三)結(jié)論
通過以上分析,可以得出結(jié)論:第一,在一個區(qū)域的煤電市場中存在兩個壟斷企業(yè)的情況下,通過實施煤電一體化戰(zhàn)略后,電力的售價顯著降低,一體化企業(yè)的發(fā)電量高于未實施一體化戰(zhàn)略時的發(fā)電量。第二,實施煤電一體化戰(zhàn)略,兩個壟斷企業(yè)合并為一個企業(yè)后,減少了交易環(huán)節(jié),節(jié)約了交易費用,因此,一體化企業(yè)所獲得的利潤明顯增加。第三,從消費者剩余和社會總福利來看,由于電力的終端銷售價格顯著降低,消費者為單位電價所花費的成本明顯減少,所以消費者所獲得的剩余要高于未一體化時的剩余;由于實施煤電一體化戰(zhàn)略后,企業(yè)的利潤明顯增加,消費者剩余也增加了,因此社會總福利也增加了。
三、實現(xiàn)煤電一體化的政府管制政策建議
(一)深化電力改革,實現(xiàn)充分競價上網(wǎng)
從電煤的開采到電力最終輸送到用戶,形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈,煤炭企業(yè)處于上游階段,發(fā)電企業(yè)處于中游階段,而電力的輸送處于下游階段。在模型中,省略了對下游階段的分析,假設(shè)下游階段的輸電環(huán)節(jié)是沒有成本的,且實現(xiàn)了完全競價上網(wǎng)。事實上,輸電環(huán)節(jié)又可分為輸電、配電、售電,每一個環(huán)節(jié)都需要成本投入,所以用戶購買電力的電價明顯高于電力企業(yè)的出廠價,這必然使消費者的福利受損。另外,雖然電力改革以來,我國已將輸電環(huán)節(jié)拆分為國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)公司,但是二者管轄的區(qū)域幾乎沒有重疊性,各自在本區(qū)域形成了完全壟斷地位。
因此,要深化電力改革,實現(xiàn)充分競價上網(wǎng),在輸電環(huán)節(jié)引入競爭機制,尤其是在配電和售電壟斷程度不是很高的環(huán)節(jié),降低進入壁壘,增加企業(yè)的數(shù)目,同時政府要控制進入企業(yè)的數(shù)量,并要求這些企業(yè)必須達到最小的經(jīng)濟規(guī)模,以避免低水平的過度競爭現(xiàn)象。
(二)放松進入管制,加強成本監(jiān)控
企業(yè)的目標(biāo)是為了追求利潤最大化,雖然實施煤電一體化戰(zhàn)略有利于企業(yè)降低成本,增加利潤,但是一體化后,企業(yè)的市場勢力相比之前兩個獨立企業(yè)更強。當(dāng)前我國并未實現(xiàn)電力上網(wǎng)的充分競爭,國家相關(guān)部門在選擇電力企業(yè)的上網(wǎng)電價是以電力企業(yè)的成本作為參考標(biāo)準(zhǔn)的。這就使得一體化企業(yè)有動機利用自己在本領(lǐng)域的信息優(yōu)勢,故意提高發(fā)電成本,甚至通過游說政府相關(guān)部門,使其制定符合自身目標(biāo)的上網(wǎng)電價,以攫取更高的壟斷利潤,導(dǎo)致管制部門被俘獲的情況。
因此,在我國能源領(lǐng)域受到嚴(yán)格管制的情況下,一方面,要放開市場準(zhǔn)入機制,允許更多的企業(yè)參與到煤電領(lǐng)域,實現(xiàn)煤炭企業(yè)和電力企業(yè)的一體化;另一方面,加強對一體化企業(yè)的成本監(jiān)控,尤其是電煤價格的監(jiān)控,可以通過建立電煤價格指數(shù)或煤炭期貨來實現(xiàn),防止在沒有實現(xiàn)完全競價上網(wǎng)時,企業(yè)通過虛報成本,提高上網(wǎng)電價。
參 考 文 獻
[1]于立,劉勁松.中國煤、電關(guān)系的產(chǎn)業(yè)組織分析[J].中國工業(yè)經(jīng)濟.2004(9)
[2]于立宏,郁義鴻.基于產(chǎn)業(yè)鏈效率的煤電縱向軌制模式研究[J].中國工業(yè)經(jīng)濟.2006(6)
精細化管理源于美國泰勒的科學(xué)管理思想,它的提出標(biāo)志著一個管理新時代的到來。一定程度上,學(xué)校教學(xué)質(zhì)量能否提升,關(guān)鍵看教學(xué)管理;教學(xué)管理的水平能否提升,關(guān)鍵看教務(wù)管理。筆者認為,目前學(xué)校尤其是中小學(xué)的教務(wù)管理很多不如意的地方主要是沒有進行精細化管理造成的。
筆者通過對我市一些中小學(xué)教務(wù)精細化管理的實踐進行調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前中小學(xué)教務(wù)精細化管理中存在的問題有:教務(wù)管理部門管理職能的弱化,教務(wù)管理制度精細化的模糊,教學(xué)常規(guī)精細化的缺失,對教師的培養(yǎng)、考核和激勵的不科學(xué)。筆者認為導(dǎo)致中小學(xué)教務(wù)精細化管理存在問題的原因如下:
一、教育管理理念落后
傳統(tǒng)的教育管理理念是在國家計劃經(jīng)濟體制下形成的一種行政性教學(xué)管理模式,強調(diào)按照規(guī)范的程序和權(quán)威性的法規(guī)實施教育管理,因此,它具有較高的行政效率等優(yōu)點。但是它不是站在被管理者需要的角度,學(xué)校的常規(guī)制度、教師的繼續(xù)教育、學(xué)生的養(yǎng)成教育和教研組、備課組的教研活動等都是從管理者需要的角度出發(fā),官本位觀念嚴(yán)重。行政性教學(xué)管理模式只能帶來剛性的、權(quán)威性的管理制度,起初會十分有效,會增加學(xué)校管理者的自信。但是制度的剛性與管理對象的人性終究會產(chǎn)生矛盾,一味地強調(diào)制度的權(quán)威性、規(guī)范性、強制性,會激化管理者與被管理者之間的矛盾,而作為管理者,解決矛盾的辦法就是制定更嚴(yán)苛的制度,形成一種惡性的“邏輯怪圈”。之所以出現(xiàn)千奇百怪的另類制度,歸根結(jié)底是教育管理理念的落后,“最嚴(yán)校規(guī)”折射的就是教育理念的落后。
二、對師生的評價方式不科學(xué)
江蘇省新課程改革實踐變化最多的還是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系等方面。但在教學(xué)評價上依然沒有突破舊有的、單一的評價體系,衡量一個地區(qū)或一個學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的還是升學(xué)率。在升學(xué)率這一指揮棒下,社會和家長將教育的壓力推給了學(xué)校,學(xué)校推給教師,教師強加在學(xué)生頭上。于是,學(xué)校所有的評價都以學(xué)生的成績作為衡量的標(biāo)準(zhǔn),教師行不行,關(guān)鍵看成績。因此,部分教師尤其是年輕教師不再關(guān)注自己的專業(yè)成長,不再研究教法、學(xué)法,在工作中使用題海戰(zhàn)術(shù),慢慢地就變成了一名合格乃至優(yōu)秀的“教書匠”,而非“專家型”的教育者。
為了能在各項考試中取得優(yōu)秀的成績,很多家長、教師和學(xué)生只關(guān)注智力的開發(fā)和學(xué)習(xí)能力的提高,忽視了道德教育。如果過分依賴單一的教育評價模式,必將損害教師和學(xué)生的利益,最終會影響整個民族的教育事業(yè)。
三、缺乏精細化管理的經(jīng)驗
精細化管理作為一種科學(xué)的管理方法并非首先在教育領(lǐng)域興起,更不是針對教育問題提出的。精細化管理理念源于生產(chǎn)領(lǐng)域,它在企業(yè)推行及操作中取得了顯而易見的效果,因此,部分教育管理者開始研究和探索學(xué)校實行精細化管理的可能性。但學(xué)校精細化管理和教務(wù)精細化管理的實質(zhì)是什么,沒有一個現(xiàn)成的、有說服力的答案。學(xué)校管理者沒有認識到精細化管理是實現(xiàn)培養(yǎng)人的教育目標(biāo)的需要,是實施素質(zhì)教育的需要,是深化新課程改革的需要。更多的學(xué)校管理者將企業(yè)的精細化流程嫁接到學(xué)校管理中來,學(xué)校的各項管理事項能細化、量化的一律細化、量化,不能的也要創(chuàng)造條件細化、量化。這種用管理產(chǎn)品生產(chǎn)的方法來管理人才的方式,必然會增加管理者和被管理者的工作壓力,激化他們之間的矛盾與沖突。
四、精細化管理的檢查監(jiān)督不到位
中小學(xué)教務(wù)管理人員有校長、分管副校長、教務(wù)主任和副主任以及各個年級組長、教研組長和備課組長,群體人數(shù)不可謂不精、不可謂不多,但是為什么教務(wù)精細化管理的水平并沒有明顯提高呢?絕大多數(shù)教學(xué)管理者因為學(xué)科教學(xué)的突出而成為學(xué)校中層干部,他們既是學(xué)校的管理者,又沒有放棄學(xué)科教學(xué),每天除了完成自己分管領(lǐng)域內(nèi)的事務(wù)外,還要作為被管理者完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)。這就使得教務(wù)精細化管理的監(jiān)督檢查環(huán)節(jié)得不到保證,即使有檢查與監(jiān)督,也只是“走過場”,形式大于內(nèi)容。長此以往,教務(wù)精細化管理就有可能“雷聲大,雨點小”,最后不可避免地銷聲匿跡。
五、精細化管理的校園文化氛圍不濃
校園文化是指一個學(xué)校的歷史傳統(tǒng)、文化理念、價值觀念和與之相適應(yīng)的行為準(zhǔn)則的綜合,它包含物質(zhì)、精神和制度文化建設(shè)。物質(zhì)文化建設(shè)是載體,制度文化建設(shè)是校園文化建設(shè)的保障,精神文化建設(shè)是校園文化建設(shè)的核心??v觀我市中小學(xué)的精細化校園文化建設(shè),發(fā)現(xiàn)精細化管理的校園文化氛圍不濃,主要體現(xiàn)在以下三個方面:一是沒有開辟精細化管理的輿論陣地,廣大師生對精細化管理準(zhǔn)備不足;二是沒有形成精細化管理的共同體,師生被動地參與精細化管理,成為精細化管理的對象,被要求服從管理;三是精細化管理的制度不夠精細,無法為精細化管理提供有力的保障。
參考文獻:
1 概述
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機控制技術(shù)與電氣控制技術(shù)結(jié)合起來,機電一體化自此進入了智能化和電子自動化的時代,機電一體化技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展。而由于建立在智能化控制系統(tǒng)上的機電一體化,極大的提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率,使得原本人工化的加工過程轉(zhuǎn)為“無人”生產(chǎn)線,并結(jié)合計算機強大的計算能力,以網(wǎng)絡(luò)信息傳遞和集成化電子終端,實現(xiàn)動態(tài)化控制,形成了自動化的生產(chǎn)線。
2 船閘工程中的機電一體化
船閘工程的建設(shè)十分復(fù)雜,尤為突出的特點就是作業(yè)強度大、環(huán)境影響大、人為因素對質(zhì)量影響大等。而機電一體化的發(fā)展使得流程化的作業(yè)技術(shù)推廣到了工程機械上,利用機電一體化的技術(shù)移植,將多種作業(yè)功能不同設(shè)備組合在一起,從而構(gòu)建船閘施工的移動的“流水線”,這也是機電一體化在工程施工方面的重要貢獻。
船閘工程中的機電一體化實現(xiàn)的主要方式就是利用工程機械制造和電子控制系統(tǒng)相融合的思路,打造可在施工中自行作業(yè)、自行檢測的智能化施工機械。從某個方面看,船閘工程的機電一體化更像是對工程機械的自動化改造,并將某個施工工藝結(jié)合在一起,使之利用一組工程機械完成某些施工工藝。同時隨著控制模塊、微處理器技術(shù)的提高,尤其是一些工程機械的控制方式的電子化智能化轉(zhuǎn)變,推動了機電一體化在工程作業(yè)機械中的結(jié)合,使之成為適應(yīng)船閘施工的自動化,智能化機械,以此實現(xiàn)了施工的機電一體化。
下面就施工機械機電一體化的應(yīng)用作簡要介紹:
(1)電子控制系統(tǒng)實現(xiàn)機械自檢。機電一體化的一個突出優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)機械設(shè)備的自我檢測,這就給工程機械的運行帶來動態(tài)化的監(jiān)控模式,并以此實現(xiàn)對工程機械的合理操作,提前發(fā)現(xiàn)問題并予以解決。突出的功能就是在設(shè)備運行中對設(shè)備的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電子系統(tǒng)等進行全面的動態(tài)化監(jiān)控,這里要的是電子技術(shù)中數(shù)據(jù)傳感的原理,這也是機電一體化在工程機械中應(yīng)用的最佳實例。這個監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控和信息處理、報警系統(tǒng)組成,一旦工程機械在作業(yè)中發(fā)生機械性工作或者工作異常就會向控制人員發(fā)出警報,并指明故障位置,幫助檢修人員進行核實和調(diào)整,避免更大的事故出現(xiàn)而影響施工作業(yè)。
(2)機電一體化的應(yīng)用提高了作業(yè)的精度。隨著我省航道等級不斷提高,對質(zhì)量的要求也不斷提高,因此一些施工工藝在人為的操作下很難滿足設(shè)計的高標(biāo)準(zhǔn),而利用儀器反復(fù)檢測也相當(dāng)?shù)暮馁M人力和物力,因此需要一種技術(shù)提高作業(yè)的精度,還可以隨時檢測問題。這時機電一體化就成功的解決了這樣的問題,首先,機電一體技術(shù)可以設(shè)定機械的作業(yè)模式,而且這種模式一旦確定,在各自機械的配合下,就會形成一個固定的作業(yè)順序和標(biāo)準(zhǔn),而且不會輕易的發(fā)生變化,這樣保證了船閘施工的精確性。同時由于機械自動作業(yè)可以同參數(shù)的調(diào)整提高施工精度,這種精度的設(shè)定是可以看見的,因此可以實現(xiàn)高精度持續(xù)作業(yè)。
另外,在施工中利用傳感器與電子控制技術(shù)的結(jié)合,可以在施工的同時對施工的成果進行及時的檢測,這樣既可以確保施工成果的質(zhì)量,而且一旦出現(xiàn)問題也可以就地解決,而無需等待后期檢測的結(jié)果出來后再進行補救,提高了施工的效率。
(3)機電一體化可以降低工程施工的能源消耗。傳統(tǒng)的工程機械在使用中往往是通過人的操作來調(diào)整工作的輸出功率,而這種調(diào)整是粗獷性的調(diào)整,就簡單的換擋或者轉(zhuǎn)速變化,可以選擇的變換工況很少,這樣就制約了對能源消耗的控制。在這樣的基礎(chǔ)上,一些機械生產(chǎn)廠商利用電子控制技術(shù)有效的降低了挖掘機的工作效率,使其工作中的燃油使用效率提高了一倍還多,所以機電一體化對降低能源消耗和提高工作效率是行之有效的。
(4)機電一體化可實現(xiàn)施工的自動化。機電一體化在工程中的應(yīng)用不僅僅局限在對某種機械的改造和工藝精度的提高上,而是向著某一施工工藝的自動化作業(yè)方向發(fā)展。即利用一臺機械的電子化控制來實現(xiàn)對一組機械的電子化控制,并使得這一組機械有機的結(jié)合起來,來完成某些施工作業(yè)。
3 機電一體化技術(shù)在船閘施工中的應(yīng)用前景
(1)系統(tǒng)的智能化程度將提高。智能化控制是機電一體化發(fā)展目標(biāo),即利用電子技術(shù)和機械控制技術(shù)實現(xiàn)機械的智能化的運行。所謂智能化就是機械可以在不同的情況下利用預(yù)先設(shè)計好的工況分析系統(tǒng)對當(dāng)前的工況進行評估,并作出簡單的運行模式的變化,這就是智能化的基本需求。而隨著模擬智能、模糊數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展和結(jié)合,將推動機電一體化向智能化邁進,最終是對機械設(shè)備的智能化改造,并使之在施工中利用簡單的運行動作調(diào)整適應(yīng)復(fù)雜工況作業(yè)。
(2)模塊化作業(yè)。機電一體化在工程中的應(yīng)用前景廣闊還包括了其控制和操作模式的簡化,即智能模塊化控制的實現(xiàn)。這種模塊化的操作和實施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機械設(shè)備組合相配合,以此進行特定工況下的作業(yè),如在某個工段采用固定的速度、作業(yè)形式等,這樣在該標(biāo)段就可進行無干擾的作業(yè),同時在自動檢測系統(tǒng)的輔助下,可以將施工過程完全交給機械來完成。
(3)對環(huán)保的貢獻將不可估量。前面提到了利用機電一體化可以降低工程機械的能耗,在未來的機電一體發(fā)展中將進一步提高其對節(jié)能環(huán)保的貢獻。機械的高度智能化將帶來機械的多功能化,即利用較少數(shù)量的智能化施工機械就可以完成大量的工程量,這無疑是對資源的最大節(jié)約。同時高效的機械作業(yè)也減少了對環(huán)境的破壞,如減少機械存放的場地、減少人員生活對環(huán)境的影響等。
4 結(jié)語
本文對機電一體化以及其應(yīng)用前景和機電一體化技術(shù)在船閘工程方面的應(yīng)用加以分析,簡要的介紹船閘工程機電一體化的運用。
電子技術(shù)問世后,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,出現(xiàn)了半導(dǎo)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(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當(dāng)時及70年代,人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。80年代,信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用,典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。90年代,通信技術(shù)進入了機電一體化,機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展,和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合,開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后,機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展,穩(wěn)步進入了21世紀(jì)。
二、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。
2.1智能化。智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件,有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。
2.2系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
2.3微型化。微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域,都有廣闊的應(yīng)用前景。
2.4綠色化。綠色化是時代的趨勢,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
三、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務(wù)與其相應(yīng)對策
我國用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。從市場需求的角度看,由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長,差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發(fā)展。機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。
我國“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,我國有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu),根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)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(shè),賦予其行業(yè)管理職能。
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(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應(yīng)分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。
2區(qū)域模塊化
區(qū)域模塊化也是機電一體化發(fā)展的重要趨勢之一,針對使機電一體化產(chǎn)品的各個單元實現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項比較復(fù)雜、涉及面廣的工程,例如,在進行智能減速、智能變速等相關(guān)功能研制的過程中,要充分的實現(xiàn)集圖形、圖像識別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化,這樣可以更加標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的衡量相應(yīng)的控制單元以及動力單元,進一步的提高各個單元的性能,也可以使機電一體化產(chǎn)品相應(yīng)的功能之間的聯(lián)系更加緊密,使一個區(qū)域模塊更加有效的運行,只有這樣才能方便人們對機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用,提高機電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等,經(jīng)過研究和推理,可以得出機電一體化模塊是未來機電一體化產(chǎn)品的主要方向,隨著未來技術(shù)發(fā)展的不斷深入,機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。
3環(huán)保綠色化
機電一體化技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)和生活中帶來了巨大的變化,豐富了人們的的物質(zhì)生活,同時也給人們的生活環(huán)境帶來了負面影響,資源的過度開發(fā)利用,加重了生態(tài)環(huán)境的負擔(dān),近些年來,越來越多的國家和組織逐漸重視到環(huán)境保護的重要性,人們環(huán)保意識的增強,要求機電一體化產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中要減少對環(huán)境的污染,因此機電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來發(fā)展的一大亮點,人們環(huán)境保護意識的提高,造成了一些對環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場價值,設(shè)計和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景,也成為未來競爭的關(guān)鍵所在。
4網(wǎng)絡(luò)化
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近些年來的發(fā)展勢頭更加迅猛,這也促進了機電一體化系統(tǒng)的進一步的發(fā)展,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起及發(fā)展,給人們的生產(chǎn)、生活帶來了巨大的變革,機電一體化技術(shù)的發(fā)展也受到了計算機技術(shù)的影響,機電一體化設(shè)備通過對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的實現(xiàn)遠程自動化控制。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和改革開放的不斷深入,使國際上先進的機電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國,這也為我國進行深入的研究提供了便利條件,促進了國內(nèi)機電一體化技術(shù)的發(fā)展,機電技術(shù)發(fā)展和計算機技術(shù)的發(fā)展相輔相成,因此計算機技術(shù)的不斷進步也有利于存進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,目前,利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實促進了機電一體化技術(shù)產(chǎn)品更加快捷的推向市場,和生產(chǎn)商之間的技術(shù)交流,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢必會推動機電一體化技術(shù)的發(fā)展,也會繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
5微型精密化
機電一體化技術(shù)向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展,機電一體化的微型精密化產(chǎn)品體積小、攜帶方便、耗能低等,這些優(yōu)點使得機電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術(shù)不斷進步,應(yīng)用范圍也逐漸擴大,因此,機電一體化微型精密化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景和強大動力,但是想要實現(xiàn)機電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進的設(shè)備作為強大的后盾,因此需要相關(guān)的研究人員不斷努力,不斷提高我國先進的技術(shù)發(fā)展。
當(dāng)今社會,計算機的技術(shù)可以說是日臻成熟,在工控機技術(shù)方面的進步也是突飛猛進,進而推動著機電一體化向更加光明的方向發(fā)展。工控機技術(shù)能夠通過總線結(jié)構(gòu),對生產(chǎn)過程、工藝以及機電設(shè)備等加以控制和檢測。隨著當(dāng)今社會計算機技術(shù)不斷創(chuàng)新與飛躍,工控機技術(shù)也正朝著個性化、數(shù)字化、分散化、專業(yè)化和微型化這樣的方向發(fā)展,工控機系統(tǒng)發(fā)展方向也逐步實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化和集成化,就目前發(fā)展現(xiàn)狀來看機電一體化必定有著十分廣闊的發(fā)展前景。只有發(fā)展好機電一體化這一門技術(shù),其他的高新科技才能在此基礎(chǔ)上得以更好的發(fā)展,與此同時這門技術(shù)在發(fā)展對其他相關(guān)技術(shù)又有所依賴,所以由于目前的生物、材料和計算機等新興科技正飛速發(fā)展,醫(yī)療設(shè)備、微型機械、家用智能機械、現(xiàn)代化制造等領(lǐng)域產(chǎn)品,機電一體化的發(fā)展之路將獲得更大的拓寬。
1機電一體化的信息單元和系統(tǒng)控制
來自各個傳感器的外部輸入命令和檢測信息,能夠被信息單位和系統(tǒng)控制進行加工、集中、分析和儲存,并對信息處理后的結(jié)果統(tǒng)計與分析,同時在相應(yīng)的節(jié)奏和程序的命令下,對整個系統(tǒng)進行操作并保證有目的的運轉(zhuǎn)。機電一體化系統(tǒng)由電路、轉(zhuǎn)換器、計算機及外部設(shè)備、數(shù)控和接口裝置等組成。機電一體化技術(shù)的系統(tǒng)在處理和控制信息單元時的最基本要求就是處理信息的速度的提高,并在可靠性、抗干擾能力以及系統(tǒng)的自診功能等方面都所有完善和提升。在目前機電一體化的研究系統(tǒng)中,系統(tǒng)控制單元可以在有效的硬件、軟件支持下,對數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的采集、分析、決策以及判斷工作,從而實現(xiàn)對信息的最完美控制。現(xiàn)階段的高程度智能化系統(tǒng)中,存在著一些信息控制是以知識驅(qū)動為核心的,例如:我們在對知識進行自學(xué)、獲取和推理的種種過程。計算機以及信息處理技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)包括對信息的運算、決策、判斷、存取以及交換等環(huán)節(jié),而計算機上處理信息的工具,因此,信息處理技術(shù)與計算機的技術(shù)之間有著密不可分的聯(lián)系。計算機技術(shù)涵蓋范圍很廣包括硬、軟件的使用技術(shù),網(wǎng)絡(luò)與發(fā)達的通信技術(shù)以及處理數(shù)據(jù)的技術(shù)等等。在計算機視野下的機電一體化,需要發(fā)揮計算機對信息處理的能力并經(jīng)過它的指揮才能夠?qū)崿F(xiàn)對整個系統(tǒng)的運行。而是否能夠及時并準(zhǔn)確的處理信息將對機電一體系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量有著最直接的影響。所以,在目前機電一體化的不斷發(fā)展與變革的過程中,計算機對信息的處理技術(shù)以及計算機的應(yīng)用已經(jīng)成為促進機電一體化發(fā)展的最為關(guān)鍵因素。
2機電一體化技術(shù)在計算機視野下不斷發(fā)展
2.1計算機技術(shù)推動著工控機技術(shù)的發(fā)展
自從世界第一臺實驗性的數(shù)控系統(tǒng)在美國的麻省理工被研制出來,至今已經(jīng)是歷經(jīng)了多半個世紀(jì)的歲月。改革開放以來我國在計算機技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了較為卓越的成就,并不斷研發(fā)出領(lǐng)先市場不同層次的開放式數(shù)字控制系統(tǒng),而且發(fā)展的速度也相當(dāng)之快。目前正努力實現(xiàn)更為開放和標(biāo)準(zhǔn)的計算機體系結(jié)構(gòu)研發(fā)。由于工控機有著在工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部被鑲嵌的優(yōu)勢,所以計算機在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)打破了極端環(huán)境的限制,并能夠保持更為長期、有效、持續(xù)、穩(wěn)定的進行工作的。雖然工控機經(jīng)過了諸如:采用無源背板、取消大拇指、工業(yè)電源、插卡式模板、溫度調(diào)整和自測等等的工業(yè)化改造,但在本質(zhì)上并不是工業(yè)型的,也不能夠在根本上使元器件失效率比較高、抗震沖擊力差、困難維護和大母板的水平放置得到解決。為了使市場能夠最大限度的滿足計算機的需要,在對總線工控機研發(fā)基礎(chǔ)上,還產(chǎn)生了一系列的嵌入式工控機。
2.2軟件新技術(shù)對機電一體化的推進作用
當(dāng)今社會,新技術(shù)軟件的發(fā)展,使得吸納帶的機電一體化技術(shù)得到了更好的推進。例如,嵌入式JAVA、IP構(gòu)件庫、編口API規(guī)范、行業(yè)性編程和無線網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)等,這都給新軟件的技術(shù)的發(fā)展帶來了前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。在當(dāng)今科技市場上能夠是產(chǎn)品的競爭力得到最有效的提高手段就是構(gòu)件能夠兼容、軟件得到重用、維護起來方便、設(shè)計技術(shù)可以共享與合作生產(chǎn),這些手段的實施都是在對行業(yè)軟件技術(shù)實現(xiàn)充分開發(fā)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的,這種技術(shù)的發(fā)展給各個生產(chǎn)計算機廠商也帶來了空前的經(jīng)濟收益。近年來人們不斷實現(xiàn)了對GNU、多種嵌入式Linux原型、工具性等軟件的研制與開發(fā),促使我國現(xiàn)階段的機電一體化技術(shù)的發(fā)展得到了更好的環(huán)境和機遇。目前硬件的提供商用其數(shù)據(jù)軟件庫的形式,將其經(jīng)過長時間研制的芯片版圖數(shù)據(jù)和處理器邏輯,以供EAD軟件將配置功能直接作用去芯片上。目前IP技術(shù)在市場上不斷的興起并占有一席之地,使得市場上所有機電一體化軟件行業(yè)將會面臨更加廣闊的發(fā)展前景。
3計算機技術(shù)和機電一體化技術(shù)相結(jié)合
20世紀(jì)60年代時,第四次革命爆發(fā),其中以微電子技術(shù)的為主要導(dǎo)向的新能源技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和激光、紅外線技術(shù)等的高科技新型技術(shù)都在逐步的形成。這次新技術(shù)革命,使得機械工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的飛躍。目前技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),將計算機技術(shù)和機電一體化技術(shù)相結(jié)合,是社會發(fā)展的必然,一方面使得現(xiàn)在的機電產(chǎn)品競爭性和性能得到了極大的提高,另一方面使得企業(yè)的競爭力和生產(chǎn)效率都得到了極大的提高,促進了機械工業(yè)的大規(guī)模技術(shù)革命,使得機電一體化技術(shù)應(yīng)運而生。機電一體化的技術(shù)上將多種技術(shù)進行融合的產(chǎn)物,它是系統(tǒng)論、控制論和信息論的基礎(chǔ),是在軟件技術(shù)、傳感器和計算機三者共同支撐下才發(fā)展起來的。事實上,機電一體化的技術(shù)不只是局限在電子技術(shù)和機械的結(jié)合,而是融合了自動控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)和信息處理技術(shù)等等多技術(shù)融合、交叉的一門學(xué)科和技術(shù)。
4結(jié)語
綜上所述,機電一體化的技術(shù)發(fā)展并不是獨立存在的,他是其他各種學(xué)科能夠發(fā)展的重要因素,而且也會隨著科學(xué)技術(shù)的進步得到進一步的完善。同時,相關(guān)的技術(shù)還有許多,不只是包括計算機的技術(shù),相信隨著科技的不斷發(fā)展向前,也會隨之顯現(xiàn)處理,并且為機電一體化技術(shù)的發(fā)展、壯大提供更為廣闊的空間。
參考文獻