智能制造工程技术范文

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焊接工艺是在三千年以前发明的，但是将焊接工艺做为一种技术应用并开始发展的时期是在一九五零年左右，直至现在，焊接技术的发展时间已经超过了六十年，并且随着科学技术的不断发展，焊接技术也一直得到不断地发展和创新，尤其是现阶段的焊接工艺，更是物理、化学、冶金、电子、机械等不同学科、工艺交叉融合后的产物，而且目前的焊接工艺已有数十种接连问世，其材料、设备的领域更是称为制造业不可缺少的基本制造技术之一。

1.焊接技术的国内外发展

在焊接材料领域，进入21世纪以来，国内的知名焊材企业对钢材的发展迅速跟进，在提升传统产品的品质和开发与高品质钢种配套焊材品种方面做出了不少努力，但新型焊材的开发远远落后于钢种的发展，一些新型钢种的配套焊材尚需进口。高品质焊接材料附加值较高，目前约占我国焊接材料总量的20%左右，预计5年后能达到30%～40%。即使按20%计，其总量也可达60万t左右。近年来国外各著名焊材企业纷纷进入中国抢夺高端焊材市场，我国民族焊材工业在这方面存在明显差距。

例如国外已采用厂房密闭除尘换气的方式生产熔炼焊剂，国内仍是敞开式生产，对环境的污染大；烧结焊剂国外均采用先进的自动化设备生产，我国大部分焊剂的成形欠佳和颗粒强度不好。除此之外，在无铅焊接可靠性评价及寿命评估的机理研究上起步晚，只有少数科研院所在从事无铅可靠性领域的研究及检测工作。助焊剂和锡膏的研发与国际先进水平差距大。

2.智能化焊接技术的构成

基于计算机、控制等信息处理新技术，将人工智能与焊接工艺有机结合，实现焊接工艺制造的技术――称之为“智能化焊接技术”（Intelligentized Welding Technology，IWT）。智能焊接技术的提法含义为：利用机器模拟和实现人的某些智能行为实施焊接工艺制造的技术。

智能化焊接的主要技术构成如图1-1所示。包括采用智能化途径进行焊接工艺规划、焊接设备、传感与检测、信息处理、知识建模、焊接过程控制、机器人运动控制、复杂系统集成设计的实施。可见智能化焊接技术是多学科交叉综合在焊接技术领域的集成与升华。

图 1-1 智能化焊接技术的构成

3.焊接动态过程的视觉传感技术

视觉是人类感觉外部信息的主要功能之一。焊工感官对焊接过程接受的主要是视觉信息。因此，模拟焊工行为的基础技术之一是采用计算机将人类视觉的理解及其信息的处理有效地用于焊接过程传感。近年来，随着计算机视觉技术的发展，利用视觉正面直接观察焊接熔池，以反映焊接过程熔化金属的动态变化行为，通过图象处理获取熔池的几何形状信息实现焊接熔深、熔透以及成形的实时控制，已成为重要的研究方向。

脉冲GTAW的技术研究有以下几方面：熔池正反面同时同幅视觉传感系统，并获得了堆焊熔池正反面图象，对熔池图象二维特征尺寸的实时提取进行了较为系统的研究，为控制正反面熔宽提供了传感信息；对接填丝无间隙熔池图象的三维特征提取进行了的研究，获得了填充焊丝焊接过程中熔池表面凸出和下塌，部分熔透和全熔透状态下的图象。采用灰度分布的反射图方程计算恢复熔池的三维尺寸信息取得了初步的成功，为基于单目图象传感控制焊缝的余高提供了预测传感信息；多方位同时同幅熔池图象，基于对熔池前端图象处理实时提取间隙变化，为解决工程应用中变间隙焊接焊缝成形控制提供了传感信息。成功地提取铝合金熔池的动态特征并实现了对铝合金熔池尺寸的实时控制，实现机器人焊接过程中的熔池特征视觉传感与实时控制的结合技术。

4.焊接动态过程的实时智能控制方法

实现焊接动态过程的实时智能控制是智能化焊接制造过程的关键技术与难点所在。

由于焊接过程是一个多参数相互耦合的时变的非线性系统，影响焊缝成形质量的不确定因素众多，这使得基于精确数学模型的经典和现性控制理论方法的有效应用受到限制和挑战。而模拟焊工决策操作功能的智能控制则有可能在大范围的不确定性条件下实现较为满意焊接质量。因此，在焊接过程控制中引入智能控制，如模糊控制、人工神经网络学习控制和专家系统及其相互结合的智能控制方法的研究已经兴起。

如堆焊、无间隙对接焊、有间隙变化对接焊智能控制器设计的方法；无填丝和有填丝焊条件下正反面焊缝宽度、余高的实时智能控制的系列研究；对焊接速度与熔宽变化过程时滞不确定系统的预测补偿自学习模糊神经控制方法；单个神经元自学习控制器实现了对脉冲GTAW堆焊熔池背面熔宽的智能控制；系统控制和自学习模糊神经网络（焊接速度、电流）双变量控制器实现了对脉冲GTAW对接熔池背面熔宽的智能控制；自适应模糊神经网络控制器实现了对脉冲GTAW填丝熔池背面熔宽与正面余高的预测智能控制；前馈控制送丝速度和自学习模糊神经网络控制器实现了对变间隙脉冲GTAW填丝熔池背面熔宽与焊缝成形质量的智能控制等。

5.智能化焊接技术的未来发展

焊接工艺智能化的未来发展就是能够将焊接技术进行优化发展、智能识别工程制造操作环境、对焊接的质量自动进行检测、对焊接过程智能的进行控制以及对焊接中的纰漏进行自我的诊断和检查等。

目前的焊接制造由于不能感知焊接的操作环境、不能适应工艺条件的变化及波动的干扰，故而，还是以人员操作焊接为主，因此，焊接工艺近期的发展目标就是研发一种具有感知、具有判断能力、具有反馈和决策能力的智能焊接机器人。而智能焊接制造的最终目标是研发一款以智能、协调控制系统为基础，以柔性制造系统、敏捷制造系统为辅的智能化焊接生产线。

结束语：

综合全文的叙述，可以得出以下结论，智能焊接技术主要是由十大技术构成的，其中动态视觉传感以及智能控制过程是智能化焊接的主要研究对象，智能焊接的动态传感技术主要用于焊接的动态成像以及监测技术，而焊接的智能控制则是智能化焊接制造工程中的研究难点，由此可见，智能化焊接工程不仅是信息与科学技术的结合，更是焊接技术发展的又一大突破。

焊接工艺从刚开始的手工作业逐渐发展为机械作业，再发展为半自动化焊接，现今又向智能化焊接技术迈进，并且随着计算机的普及、人工智能技术的渗透，智能化的焊接制造工程将在不远的未来得以实现。

参考文献：

[1]陈善本，林涛，陈文杰，邱涛. 智能化焊接制造工程的概念与技术[J]. 焊接学报（2004）06：124-128+134.

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doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 047

[中图分类号] TM72；TP311.52 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）01- 0083- 02

0 引 言

造价分析作为电网企业开展工程投资造价总结与评价研究的基础性研究工作，已经在电网企业深化开展十余年，造价分析的信息化管控能力已经得到了显著的提升，为支撑造价分析与数据挖掘提供了良好的平台。同时，造价分析具有数据样本庞大、数据层次架构清晰的显著特点，为智能分析方法与技术应用提供了良好的平台。因此，结合现代化智能计算技术与手段，深入开展基于云计算的输变电工程造价智能分析平台设计与研究，具有一定的应用价值。

1 云计算的基本内涵及应用分析

云计算应用平台一般由数据资源池、服务器及客户端组成，其中数据资源池为云计算的主要功能对象，服务器为云计算开展支持系统，客户端是指终端用户的输入、输出设备，包括计算机、笔记本、智能手机、平板电脑等，用户通过互联网将个人的硬件设备与云平台连接并获取服务，形成系统的数据处理中心与组织架构。

随着近年来输变电工程造价分析工作的开展，已经形成了较为完备的数据分析系统，包括工程结算分析系统、材料价格分析系统、概预算评审系统、工程造价分析系统等各功能模块，同时形成了具有针对性的应用模型及计算处理工具，为造价智能分析云计算平台设计与应用提供了较好的支撑。

2 造价智能分析云计算平台架构设计研究

结合云计算的功能与特点，分析输变电工程造价管控数据域与方法域，可系统集成形成造价智能分析云计算平台，例如包括：数据统一规范化处理，为不同口径数据资源提供标准应用格式；数据智能统计与集成分类处理，为原始工程数据及现有数据库归集形成有序数据分析平台提供支撑；智能数据挖掘与计量分析处理，为不同功能目标全方位、多层次算法支撑；多维度造价查询与展示平台处理，为造价对比分析、波动分析、偏差分析、预测分析等功能需求提供快速展示支撑。

云计算平台结合功能需求可实现灵活拓展与高效计算，在造价智能分析处理过程中具有较强的适用性与可靠性，依托大数据分析与处理技术，基于现代化计算机处理手段，实现软件计算与硬件支撑的融合。

输变电工程造价智能分析云计算平台整体系统架构主要依托于高效集成服务器进行数据域处理，依托客户客户端进行集成展示，提供全方位的数据收集、数据传输、数据处理、数据统计、数据挖掘、数据计算、数据集成等功能需求，提高数据应用的效率与价值挖掘。

3 造价智能分析云计算平台应用分析

输变电工程造价基于建设全过程包括工程估算、初设概算、施工图预算、工程结算、竣工决算等不同口径、不同形式的数据样本，造价智能分析云计算平台需要从以下几个方面进行重点建设及研究。

3.1 重视大样本工程数据统一规范标准制定

工程投资分析数据具有庞大的样本量，平台构建必须重视数据统一规范标准制定，为数据收集与集成统计提供良好基础，同时为数据对比分析与挖掘计算提供快速检索与定位查询功能支撑。

3.2 重视数据域的拓展与集成计算

造价智能分析不仅是工程自身投资数据的统计与计算，还包括社会经济及市场发展数据、设备材料价格数据、人工机械成本数据等其他外部参数变量的挖掘与利用，应构建具有较强层次化架构的数据域体系，体现云计算平台的集成性。

3.3 重视智能算法的创新应用与有效嵌入

数据作为计算平台功能实现的基础单元，更加需要智能计算方法与计算工具的集成应用，才能更好地实现造价偏差分析、造价预测分析、造价取费标准分析、造价控制分析功能模块，同时重视固化智能算法，实现平台与算法有效融合。

3.4 重视以功能需求为导向进行动态拓展

随着造价精益化管理要求的不断提升，云计算平台将会发挥更大的支撑与服务功能，多样化的需求将会不断呈现，因此，平台设计必须具备以功能需求为导向，可实现动态拓展，才能更大范围的满足平台应用价值的发挥。

4 结 语

输变电工程造价分析已经成为电网工程投资造价管控中的一项重要性、常态化实践与研究工作，智能分析技术与集成分析平台的设计应用能够为造价分析水平提升提供良好的支撑，因此，深化云计算技术在工程造价分析及管控中的拓展应用意义重大。必须重视数据域、方法域、功能域的有效集合，重视大数据集成应用与智能算法的创新应用，依托工程建设大样本平台，开展更加有效的支撑服务。

主要参考文献

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中图分类号：R681.8 文献标识码：B 文章编号：2095-5200（2016）05-026-03

DOI：10.11876/mimt201605010

膝关节病变占据骨关节病很大比例[1]，膝关节病变严重者须实施全膝关节置换术进行彻底根治性治疗。由于膝关节周围血管丰富，关节置换对膝关节及其周围组织的外科破坏较大，出血量大，术中采用止血带止血，不但可减少患者失血，也能为手术医师提供清晰的术野及相对干燥的截骨面。然而，研究指出[2]，止血带可诱发术后水肿、组织缺血性损伤，且对术中髌骨轨迹定位产生显著干扰，部分患者还可诱发下肢深静脉血栓。因此，临床在尝试优化该术式的止血带使用方法 [3-4]。我院近年来即开展了此项研究，观察全程应用止血带及半程应用止血带的综合临床效果，以期指导临床应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本次研究已在我院伦理委员会报批备案，正式授权开展。106例患者均为我院2011年9月―2014年12月住院并初次拟接受单侧全膝关节置换术者。入选患者均排除凝血障碍、贫血、糖尿病、心脑血管疾病、血液系统疾病、周围神经/血管病变、恶性肿瘤恶性肿瘤、既往血栓病史或下肢感染史等不适宜纳入本次研究的情况。所有患者均得到了临床知情权保障，自愿参与，签署了知情同意书。患者依照随机数字表法分为研究组和对照组，每组53人。两组一般资料对比如表1所示，具有可比性。

1.2 治疗方法

全部手术在1.5h内完成，术中止血带压力设定为患者（自身收缩压+100）mmHg。研究组给予半程止血带止血，即在截骨前采用止血带止血，待手术完毕无菌敷料加压包扎后即松解。对照组给予全程止血带止血，即做皮肤切口之前即给予止血带止血，待手术完毕无菌敷料加压包扎后即松解。术后12 h均常规日1次口服利伐沙班，每次10mg。患者术后将患肢抬至心脏平面以上，常规恢复训练。

1.3 观察指标

1.3.1 两组综合失血情况评价：①对比两组的预计失血量，以临床常用的Gross公式[5]实时测算，对围手术期含隐性失血量的失血总量进行预算。②术中失血量：即吸引器瓶内收集血液量与术中所用纱布的净增重之和。③术后引流量：常规留置引流管的48h期间，统计总引流量。④测定两组术后24h的血红蛋白水平及血细胞比容。⑤术后24h复查血常规，血红蛋白低于90g/L者需输血，统计两组输血率。

1.3.2 两组术后疼痛、肿胀及膝关节功能恢复情况对比：对比两组术后1d及7d的大腿及膝关节疼痛程度，以临床常用的疼痛视觉模拟评分法（VAS）进行评估。术前及术后1、3、7 d对大腿周径进行测量，若周径增长即判定大腿肿胀，对比两组术后当日、3d及7d的大腿肿胀率。统计患者自术后到能实现直腿抬高及屈膝90度所需时间。

1.3.3 深静脉血栓筛查：两组术后1、3、7d均进行双下肢彩色多普勒超声检查[6]，以观察深静脉血栓发生情况，统计发生率。

1.4 统计学方法

本次临床数据以SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，计量资料采用均数±标准差表示，t检验，计数资料进行卡方检验，P

2 结果

2.1 两组综合失血情况对比

研究组术中失血量显著高于对照组（P0.05）。

2.2 两组术后功能恢复及血栓发生率对比

研究组术后当日及术后7d大腿疼痛VAS评分显著低于对照组，直腿抬高及屈膝90度时间均显著快于对照组，差异有统计学意义，两组术后当日及术后膝关节疼痛VAS评分、术后大腿肿胀率差异无统计学意义。见表3。研究组隐匿性下肢深静脉血栓者14例、发生率26.42%；对照组隐匿性下肢深静脉血栓者18例，发生率33.96%。两组相比差异无统计学意义。

3 讨论

数据表明，若不应用止血带，术中出血量最大；全程应用止血带，术中出血量最小；半程应用止血带，出血量介于这二者之间[7-8]。半程应用止血带虽然术中出血量显著高于全程应用，但是二者实际出血量差可控制在100mL以内，这是一个可以接受的临床预期[9]，

而半程应用止血带对术后疼痛和肿胀的正面作用与100mL的出血量增加相比，更具有临床价值。全程应用止血带虽然术中失血量显著降低，但是术后引流量却显著高于半程止血的患者[10]，因此，其围手术期总失血量并未因此减少。另有观点认为，初次实施全膝关节置换术时患者其术野解剖层次非常清晰，发生喷射性出血的概率很低，即使不应用止血带，其术中失血量增幅也在可接受范围，且可以术后输血作为弥补，比半程止血对术后疼痛肿胀的预防效果更好[11]。笔者认为，使用止血带可以查找和干预术野内出血点，不用止血带，一旦出血点被遗漏，术后引流量会非常大，导致术后引流时间延长，围手术期出血量会显著增加，更会增加引流切口感染的风险，这反而会增加患者的痛苦，因此不应用止血带是不可取的临床策略。

全膝关节置换术中实施止血带止血，术后可诱发缺血-再灌注损伤[12]，进而引发术后疼痛和肿胀，同时可刺激术后的应激性出血。本次研究中，研究组术后大腿疼痛VAS评分显著低于对照组，说明半程止血带的应用能够显著避免术后的大腿疼痛。两组膝关节疼痛VAS评分差异无统计学意义，系因为两组术式相同，对膝关节周围的组织破坏相同，这与止血带的应用并无显著直接关系。两组大腿肿胀率整体上差异无统计学意义，与其他报道[13]不同，可能由于各中心技术成熟度差异，术中对组织的不必要破坏较少、术后护理干预及消肿药物应用及时有关。而两组直腿抬高和屈膝90度的动作实现时间有显著差异，说明半程使用止血带能够显著促进患者早期膝关节功能的恢复。

止血带应用后诱发下肢深静脉血栓形成是本领域十分关切的问题，而本次研究中，两组均无症状性深静脉血栓出现，只有隐匿性深静脉血栓发生，说明降低止血带应用时间无法遏制下肢深静脉血栓的发生风险。

参 考 文 献

[1] 吕厚山. 人工膝关节置换术的进展和现状[J]. 中华外科杂志， 2004， 42（1）：30-33.

[2] 何涛，曹力，杨德盛，等. 全膝关节置换术中使用止血带疗效与安全性的meta 分析[J]. 中华外科杂志，2011，49（6）：551-557.

[3] Welling D R， Mckay P L， Rasmussen T E， et al. A brief history of the tourniquet[J]. Journal of Vascular Surgery， 2012， 55（1）：286-90.

[4] 李菊芬， 曾鹏. 全膝关节置换术中分时段应用止血带疗效和安全性的对比研究[C]// 浙江省骨科学学术年会. 2014.

[5] 张福江. 止血带对于全膝关节置换术隐性失血量的计算及临床影响[C]// 全国中西医结合风湿病学术会议. 2014.

[6] 陈志. 骨科大手术患者中下肢深静脉血栓形成的回顾性调查[D]. 长沙：中南大学， 2012.

[7] Heit J A. Comparison of Ximelagatran with Warfarin for the Prevention of Venous Thromboembolism after Total Knee Replacement -NEJM[J]. Lancet， 2003.

[8] 张阳， 刘宁， 钱齐荣，等. 止血带使用时间与全膝关节置换术肺脂肪栓塞风险的实验研究[C]// 全军骨科学术大会. 2010.

[9] 李彬，钱齐荣，昊海山，止血带在全膝关节置换术后近期作评用价[J].中华外科杂志，2008，46（14）：1054-1057.

[10] 李想，董纪元，陈继营，等.人工全膝关节置换术中止血带应用方法的效果比较[J] 军医进修学院学报，2011，32（6）：609-610.

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3月26-28日，农业装备产业技术创新战略联盟在河南省郑州市组织召开了“十二五”国家科技支撑计划重大项目“现代多功能农机装备制造关键技术研究”课题验收暨成果展览会，科技部农村司、河南省科技厅、农业部农业机械化技术开发推广总站、中国机械工业联合会、中国农机工业协会、中国农机学会、农业装备产业技术创新战略联盟有关领导、专家出席指导。课题负责人、主要研究人员等150多人参加了会议。

“现代多功能农机装备制造关键技术研究”重大项目是“十二五”国家科技计划管理改革农村领域先行先试的试点，由农业装备产业技术创新战略联盟组织实施，积极探索了统筹规划、申报入库、系统布局、组装立项等国家科技计划管理改革方式，充分调动了行业内外参与积极性和优势的协同发挥，推进了创新要素向企业聚集，促进了项目重大成果产出和产业化同步；积极探索和实践了项目专员制、法人责任制以及课题分项任务合约、经费集中管理等管理模式，做到目标管理与过程控制结合、指导服务与督导检查结合、技术创新与产业协同结合，取得了很好经验和成效。

项目取得了一批支撑技术进步和产业发展的重大标志性科技成果，突破了农机先进设计制造、重型拖拉机无级变速传动系CVT技术、大喂入量脱粒分离、作业导航及控制等关键共性技术150多项，开发了400马力级重型拖拉机及配套多功能田间作业装备、10kg/s通用型谷物联合收割机、三行通用型和六行采摘与打包一体化采棉机、番茄和甘蔗等典型经济作物收获机、禽蛋等产地商品化处理装备等高性能装备近100种，申请专利近350项，其中发明专利近200项，获得软件著作权近50项，390多篇，成果转化应用收入超过亿元，对农业装备产业技术升级、产品结构优化调整，推进先进装备技术在农业应用起到了巨大作用，为全面完成农业装备产业科技“十二五”发展目标奠定了坚实基础。

在2014全国农业机械及零部件展览会上举办了项目成果展览会，展出了400马力重型拖拉机、无人驾驶旋耕机、施药无人机、三行通用型采棉机、西红柿采收机、甘蔗收获机、花生收获机、甜菜切顶机等23种代表大型化、智能化发展方向以及先进适用技术方向的成果。

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中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0222-01

1 机械工程技术的运用

1.1 建模、仿真、设计优化技术

随着计算机技术、感知技术、通信技术等技术的进一步融合，机械中比较复杂的机电系统则呈现网络化、智能化与嵌入式、分布式等特征。而就目前的技术水平来看，运用机械工程技术需要具备一个前提条件，就是在复杂的机电设计中融入客户的情感与文化方面的需求。当然，在加工精密仪器等复杂机电系统时，需要对相关材料进行创意、建模、仿真以及设计等操作，为了完善机械工程设计技术的运用，需要通过计算机技术对其进行辅助设计、制造、管理等。值得一提的是，建模、仿真和优化设计技术的普及离不开CPS（信息―物理系统融合）技术的发展。

1.2 零件精确成形技术

所谓零件精确成形技术，是指通过先进的成形工艺、内在质量控制技术以及严格规范的几何尺寸等技术的运用，实现高精度的几何尺寸、高内在质量的零件或者零件毛坯、先进的产品的成形。而该项技术在我国机械工程技术方面的运用，有利于节约材料和能源，有利于实现成形后续加工环节的免除和减少，有利于促进零件内在质量的提高。要知道，众多工业较为发达的国家都给予此项技术以充足的重视和关注，重视其在机械工程设计中的运用和发展。

1.3 大型构件成形技术

作为机械产品生产和制造的重要环节，大型构件成形同样是机械工程技术中不可或缺的组成部分，因此，此类技术的运用和发展受到越来越多人的关注。由于大型构件具备受力繁重、工况特殊的特点，因此在安全性和技术方面的要求都比较高。而随着社会主义市场经济的不断发展，能源、航空航天、冶金等行业会日益增加对大型构件需求量，这样的发展形势势必会促进大型构件技术的运用和发展，而与逐渐拓宽的技术运用空间相对的，是对于该项技术要求的逐步增高。

1.4 高速精密加工技术

在高速精密加工技术的运用领域中，航空航天领域和汽车领域是最为典型的。而作为机械工程技术中高技术含量的技术之一，高速精密加工技术具备较高的生产效率、加工精度和表面质量以及较低的生产成本等优点。如果在宏观尺度或者部分微细零件加工中运用高速精密加工技术，能够有效提高加工速度，降低零件表面的粗糙程度，增强各部件配合的准确性和合理性，同时延长机械的使用寿命，实现机械能耗与运行费用的降低。

1.5 智能化、集成化的传动技术

近年来，随着机械工程技术的迅速发展，智能化、集成化的传动技术应运而生。具体来说，智能化集成化传动技术是指“在机械生产过程中，将传统的动力传动技术与网络、信息、数字、总线等先进技术进行融合，实现传动件在线实时监测、实时控制、自我诊断和修复以及多种元件与功能的集成技术。”而智能化、集成化的传动技术在机械工程中的运用不仅能够实现产品性能的提高，简化机械系统，还可以实现系统柔性的提高，提升传动效率。另外，智能化、集成化传动技术在机械工程的运用方面，具备以下几个特点：一是可以实现在线监测，具有自我诊断和修复的功能；二是可以通过在线进行远程实时控制；三是作为多种元器件和功能的集成；四是即插即用的特点。

1.6 数字化工厂技术

近年来，随着机械领域的不断发展，数字化工厂技术产生并发展起来，成为一种高新的机械工程技术。实际上，数字化工厂技术通过对数字化技术，特别是网络技术的利用，对工厂内外的数据和信息进行随时随地的获取，并融合和集中设计人员和制造人员智慧与知识，实现产品的设计、生产和管理、销售等方面的现代化。数字化工厂技术模式具有集成化、透明化和智慧化的特征，在国际上具有广泛的运用，甚至一些发达国家通过数字化技术的运用，对全球协同设计和制造的工程进行支持，以加强机械工程技术的不断发展。

2 机械工程技术的影响和发展趋势

面临着机械领域深度调整增长模式的巨大压力，在机械工程中运用新型节能环保技术成为必然趋势，并引导机械产品走向绿色化。同时，不断交叉与融合的各个学科，将会为技术系统带来新的变革和突破，引发新一轮的技术革命，推动机械工业走向智能化、绿色化和服务化。

另外，越来越完善的科研、制造、设计体系，将提高我国有色机械工程技术水平，实现其引进、吸收与自我完善等功能的不断增强。具体地，机械工程技术的不断发展则表现为：机械设备组合功能的不断提升和加强，使得机械设备的功效和产率获得显著提高；机械设备的在线检测和适应功能的不断增强，使得机械设备在不停机的前提下，实现自我检测、调整和适应；组块式备件的在线功能的实现则可以在保证生产效率的基础上，实现设备防护和检修水平的提高，进而保证机械产品生产的稳定性和持续性。

3 结语

总之，作为机械产品生产和制造过程重要的组成部分，机械工程技术不仅对于我国的技术文明有着重要的意义，而且在中国的物质文化和社会经济方面发挥着促进作用。近年来，机械工程技术在我国的运用主要表现在：建模、仿真、设计优化技术，零件精确成形技术，大型构件成形技术，高速精密加工技术，智能化、集成化传动技术以及数字化工厂技术的运用。而随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，我国的机械工程技术将会朝着绿色化、智能化和集成化的趋势发展，并进一步实现机械设备组合功能、自我检测和适应等方面功能的增强，进而实现机械工程技术水平的不断提升。

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中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0199-02

现代科学工程技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的工程技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子工程技术和计算机工程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，使机械工业的工程技术结构、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、机电一体化的核心工程技术

机电一体化包括软件和硬件两方面工程技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：

（一） 机械本体工程技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

（二） 传感工程技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测工程技术。

（三） 信息处理工程技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

（四） 驱动工程技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

（五） 接口工程技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，工程技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

（六） 软件工程技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化工程技术的主要应用领域

（一） 数控机床

数控机床及相应的数控工程技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

1、 总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、 开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、 WOP工程技术和智能化。系统能提供面向车间的编程工程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、 能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、 系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、 以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二） 计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

（三） 柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。

三、机电一体化工程技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新工程技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

（一） 智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。

（二） 系统化

系统化的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。

（三） 微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械工程技术、微电子工程技术和软件工程技术，是机电一体化的一个新的发展方向。

（四） 模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。

（五） 网络化

网络工程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。

（六） 绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。

综上所述，机电一体化工程技术是众多科学工程技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献：

[1]李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社，2003.

[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社，2004.

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一、引言

在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。人们往往用AMT来概括先进制造技术AMT （Advanced Manufacturing Technology）。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

二、先进制造技术发展中的关键技术

1.成组技术GT（Group Technology）是一门生产技术科学，利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。

成组技术应用与机械加工方面，其是将结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，扩大批量、减少品种、便于采用高效方法、提高劳动生产率。这就为提高多品种、小批量生产的经济效益提供了一种有效的方法。

2.敏捷制造（AM）

敏捷制造AM（Agile Manufacturing）是指制造业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人）以有效、协调的方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。敏捷制造的目标是企业能够快速响应市场的变化，根据市场需求，能够在最短时间内开发制造出满足市场需求的高质量的产品。敏捷制造包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理及企业重构。敏捷制造是企业在竞争中取得成功的核心能力。首先表现为企业面对变幻莫测的市场需求能迅速做出判断和反应；其次表现为企业具有有效、迅速的整合各方面资源并进行生产的条件和能力。

3.并行工程CE

并行工程（Concurrent Engineering）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后再修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程的目标为提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间。

4.快速成型技术（RPM）

快速成形技术又称快速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM）技术，诞生于20世纪80年代后期，它不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型，是集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

5.虚拟制造技术（VMT）

虚拟制造技术（virtual manufacturing technology，VMT）是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。尽管虚拟制造技术的出现只有短短的几年时间，虚拟制造的应用将会对未来制造业的发展产生深远的影响。

6.智能制造（IM）

智能制造（IM） （Intelligent Manufacturing，IM）是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。其具体表现为：智能设计、智能加工、机器人操作、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能装配、智能测量与诊断等。智能制造渊于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本，提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水准，具有重要意义。

三、结束语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

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随着社会生产力的发展，我国科学技术水平不断提高，企业改革不断深入。机械工程智能化水平不断提高，正逐渐取代人工工作，不断满足企业发展的需求，为社会积累更多的财富。机械工程行业是国家的基础性产业，在国民经济发展和社会进步中占有重要地位。科技改变未来，机械智能化发展已经是各个行业发展的主要趋势，目前，机械智能化正逐渐深入到社会生产生活的各个方面，为人们的生活与工作提供更多的便利。

1.机械工程智能化的特点

机械工程智能化主要指的是在工业生产中采用智能化的工程管理、技术设备，改变传统的机械工程操作方式，使传统的机械工程可以实现智能化的运行。机械工程智能化发展主要有以下一个特点：

1.1机械工程智能化可以帮助企业实现高品质、高效率的生产。企业在生产过程中如果应用智能化机械工程，可以降低生产消耗，而且可以延长企业生产链，如果企业的生产可以延伸到生产管理、销售等各个环节，由此便可以提高企业的生产质量和生产效率。

1.2机械工程智能化非常环保。节能环保是全社会的一个共同目标，企业生产应用智能化的机械工程可以减少生产中的环境污染。传统机械工程技术在企业生产过程中难免会造成一定的环境污染，这种污染治理相对困难。而智能化机械工程恰恰弥补了传统机械工程的缺陷，避免以牺牲环境为代价的生产。

1.3四维集成、四流交汇。人、机械、硬件、软件的集成于交流，是机械工程智能化的基本特征，四维集成与四流交汇会不仅保证机械工程的高校与智能，同时可以提高企业生产的效率和质量。

2.机械工程智能化发展研究

2.1集成化与自动控制

近几年，随着机械工程智能化研究不断深化，集成化与自动化技术在智能化机械工程中的应用越来越成熟。在机械工程应用领域，单机集成和智能控制自动化已经赢得了越来越多使用者的信赖，在各个领域得到了广泛的应用。自动换挡系统主要分为电液式换挡系统和液压式换挡系统，使用这两种系统不仅可以改善机械设备的使用效率，同时还可以提高其工作质量和效率。此外，智能化机械工程使用的监测技术、监控技术、远程诊断技术、维护技术也逐步实现了智能化，而且已经明显具有集成化和自动化的发展趋势。例如，智能电子诊断技术、监听技术已经可以实现在线智能检测、预报、监测设备运行情况，同时，设备还可以自行监测故障，及时将信息发送给工作人员进行维修，便于工作人员实现集成化机械控制。

2.2完善并提高企业的信息网络技术

在机械工程实现智能化发展的时候，我国很多企业在生产领域内掀起了数字化、信息化的工业热潮。企业可以采用信息技术带来的优势推动机械工程发展，进而实现企业的跨越式发展。机械工程智能化的精髓就在于其信息特性，包括信号、数据、指令、程序、消息等，换言之，信息就是知识与智慧的精髓。机械工程智能如果应用IT信息技术，可以实现对信息的收集、识别、转换、存储，传递。换言之，信息技术是智能化的技术，机械工程智能化发展可以便于对生产信息的处理，使用智能化技术，可以不断提高并完善机械工程的信息技术及网络技术的发展。

2.3关注人工智能科学和计算机科学成果的发展应用

当代信息技术的一个突出特点就是将基础科学逐步转化为技术，生产时间不断缩短，提高企业的生产效率，实现从技术到工业的同步应用。与机械工程技术相关信息技术是以计算机网络科学及人工智能科学为基础的。人工智能分布之与分布式计算已经是当前机械工程智能化发展的重点领域，分布式人工智能的研究方向有两个，多智能体系和分布式问题求解，前者主要是研究一个自治的问题，一个可以从下而上的解决方案，解决工作人员之间的协调工作。后者考虑的主要是如何解决多个知识共享模块或者节点之间划分一个相对特殊的问题合作，采用从上而下的办法解决问题。

2.4工程机械智能化制造发展趋势

近年来，我国工程机械行业的智能化发展趋势呈现全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化等特，他们是相互影响相互渗透的，在经济全球化的大环境下，我国的机械工程行业也受到了国外智能化生产的冲击，带领国内机械工程更新换代，迈入智能化生产。智能化

的生产离不开信息技术的发展，企业可以在网络上进行自己产品的销售推广，通过互联网技术学习到新的智能化的知识，加强与其他企业之间的联系。互联网的平台给机械工程带来更广阔的市场。信息技术的发展出了可以给机械行业传递信息，也带来了一种新的模式――虚拟生产。工程企业可以通过软件进行模拟，保证产品设计的合理性，降低因前期失误造成的生产损失。

3.总结

综上，机械工程是人类文明进程中一个非常重要的历程，在人类发展过程中起到非常重要的作用，机械工程智能化的出现更是将机械工程带入一个全新的发展历程。机械工程智能化未来的发展趋势包括信息化、智能化、网络化等，只有积极把握好机械工程发展的趋势，才能不断丰富机械工程领域的内容，进而不断加快机械工程的发展，为人类文明作出更多贡献。面对当前机械智能化发展存在的一些问题，只要我们能够积极面对，制定并采取一些措施解决问题，充分利用现有技术，不断满足用户需求，保证智能化机械工程顺利发展。

参考文献：

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我国是一个制造业大国，电气工程技术和自动化控制技术对提高我国制造业发展水平具有决定性的作用。特别在建设工业化社会主义社会的关键阶段，加快电气工程技术和自动化技术的发展速度，对我国保持经济快速、健康发展具有十分积极的意义。而且，积极建设新型电气工程生产系统和自动化控制系统，又是我国完成产业升级的关键。因此，有关部门必须给与高度重视。

1、我国电气工程及其自动化的建设重点分析

1.1电力负荷的分级。所谓电气系统，其核心在于“电”。也就是说，电气工程主要依靠电力，来驱动气动设备，来实现功能的。因此，电力负荷的设计与建设，就显得格外重要。特别是在电气工程系统日益细化的情况下，进行电力负荷的分级建设非常关键。电气工程中的电力负荷分级主要是指“依据工程平时使用的整体电源的设备功能及工作中电源中断造成的损失程度进行划分”，划分方式有一级、二级、三级之分，因此，在设计过程中一定要根据工程要根据工程的面积进行电力负荷分级。也就是说，根据不同的服务面积，电气工程的电力分级是有很大区别的。例如，在诸如大型电气化工厂或者工民建建筑物，一般就需要采用等级为一的电力负荷分级方案。而对于小型工程，则只需配备二等或者三等的分级方案就可以了。此外，在电力负荷分级建设过程中，不仅要遵循“够用”的原则，还要遵循节能的原则。其原因就在于，电气工程系统的电力消耗是非常大的，如果分级不够科学，很可能会因此影响工厂的经济效益。

1.2电源系统。电源系统是电气工程系统的关键设备之一，它为系统的正常运转供应必须的能源。因此，电源系统的建设，也是电气工程建设的重要方面。特别是在大型电气工程的建设中，由于电力消耗比较大，通过电源系统的建设，保证供电的持续性和稳定性，对工程的顺利建设具有重要意义。在电气工程中的电力系统自动化的控制系统建设中，电源可以分为两个来源，一部分是来自于当地电力系统电源，另一部分是来自于工程内部的电源。通常情况下电气工程中的内部电源主要是由“柴油发电机与蓄电池组构成”，在使用过程中，“一级负荷仅提供应急照明和少量通信”，而防空地下室在使用电源时可以直接把蓄电池作为内部电源来使用。而根据实际应用情况来看，内部电源的使用频率是远远低于外部电源的。不过，由于内部电源与外部电源不相连通，而且控制着电气化安全门等关键设备，在电气工程的建设过程中，内部电源的设计建设丝毫不能忽视。因为一点发生事故，必须依靠内部电源系统来驱动电气化的逃生系统。

1.3供电系统。对于电气工程来说，电力自动化的控制系统是由不同的供电单元组成的，所以，在设计过程中一定要把每个不同的单元作为一个独立的供电个体，每个独立单元都需要设计一个独立配电箱，这样就能保证供电系统是相互分离，独立存在的。此外，为了防止配电室在事故中遭到毁灭性的破坏或者发生故障而导致电气系统无法运转，还应该建立备用的配电室。而且，配电室之间应保证足够的距离。

2、我国电气工程及其自动化技术的未来发展趋势探讨

2.1模块化。所谓模块化，指的是在电气设备和自动化控制系统生产过程中，将复杂的零部件简单化，尽量减少零部件的数量，并尽可能地统一规格，从而提高电气系统一体化技术的发展水平以及电气产品的生产效率。在传统技术状态下，由于电气化产品的零部件比较多，规格在比较复杂，不仅使得产品的运行效率不够高，也在很大程度上影响了应用效能。为了进一步提高电气技术的整合水平，研究部门提出了机电一体化技术模块化的发展思路。在西方发展国家，电气工程设备模块化技术已经发展到了相当高的水平，并且取得了非常好的经济效益，对促进电气工程技术自动化发展的作用也非常明显。但是，我国模块化技术的发展还处在概念研究阶段，还没有投入到实际应用中。因此，模块化是我国电气工程及其自动化技术的未来重点发展方向之一。

2.2智能化。

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0前言

近年来，计算机技术发展迅猛，并不断应用到人们生活和工作中的各个领域，但受到计算机体积以及型号的限制，计算机技术在一些工业控制领域的应用还有待加强，集成化、微型化将是计算机未来发展的重要趋势，单片机的发展和应用在其中起到了至关重要的作用，如何将电子工程技术更好的应用到单片机中从而实现对单片机的运行状态的控制至关重要，基于以上，本文简要研究了电子工程技术在单片机中的应用。

1单片机概述

（1）单片机的发展。计算机发展初期，其体积较大、性能较差，计算机技术还比较落后，只是应用在一些简单的数字计算中，从这个角度来讲，单片机在此时期还没有被广泛运通。近年来，计算机技术发展迅速，计算机的性能也逐渐完善，且体积也逐渐缩小，例如笔记本电脑就得到了广泛的应用，在这种背景下，单片机打破了传统的交换界面，满足人们的实际需求，逐渐受到人们的关注。单片机没有交换界面，因此在利用单面机执行一些特殊任务的时候，需要将特定的任务编制到相关程序中，在单片机工作结束之后，还应当融合相对应的控制系统，这样将命令程序输入到单片机中，就可以直接处理面板，在此过程中，单片机插脚的寿命有限，因此不能过于频繁的拆装，当前许多单片机都支持相关程序的在线输入。电子工程技术的发展在各个领域都有着重要的作用，例如医学领域、工业领域等等。（2）单片机应用现状。我国单片机技术的发展起步较晚，因此当前单片机技术水平相对较低，单片机的相关生产技术、设计技术等核心制造技术都掌握在发达国家手里，我国对单片机的应用大部分来自于发达国家的工程。例如近年来应用广泛的51系列单片机是英特尔公司与ATMEL公司联合生产的。基于以上，我国要想真正的解决制约我国单片机发展的这些问题，就必须对单片机技术的研发高度重视，只有不断地自主探索，加大研究力度，培养研究人员，才能够鼓励并推进单片机的研发。就目前来看，我国电子科技公司已经制造出了具有产权的中央处理器，尽管性能方面相较于发达国家还比较落后，相关加工工艺也不够完善，但我国自主制造的中央处理器标志着我国单片机领域的一次进步，在不久的将来，我国定会自主研究出先进的单片机微型计算机。

2我国电子工程技术发展现状

电子行业以信息化为基础，电子工程技术是评价国家信息化水平的重要标准，各个国家对电子工程技术的发展都十分重视。就目前来看，许多学校都增设了电子工程技术的专业和相关课程，以此来保证我国电子工程技术发展的后备人才力量。当前我国电子工程技术发展相对来说还比较落后，西方国家在单片机技术领域实施了技术封锁，我国可以借鉴的经验较少，因此，只有积极与发达国家互相沟通联系、同时不断地自主探索才能够促进我国电子工程技术的发展。

3电子工程技术在单片机中的应用研究

（1）通信设备中的应用。单片机的设计都有通信接口，通过通信接口能够实现单片机与计算机的互相连接，同时通过在通信设备中的应用可以为计算机网络提供数据支持，当前我国许多通信设备都安装了单片机，例如手机、列车通信设备等等，通信设备在信息交换的过程中，其主要的通信方式有并行通信和串行通信。（2）串行通信中的应用。在串行通信方式中，有异步和同步两种方式，在异步串行的使用过程中，线路数据的传送方式为单字符，不同的字符在传递的过程中可以实现互相之间的连接，这就形成了一种间接式的传送方式，而传送方式要根据传送方本身的需求进行确定。（3）智能仪器仪表与单片中的应用。单片机有着集成程度高、体积小等特点，而智能仪器、仪表的体积一般较小，这就使得单片机成为了智能仪器仪表的新宠。单片机在智能仪器仪表中的应用改变了我国传统的半自动仪器仪表，真正实现了仪器仪表的自动化和智能化。在这种情况下，仪器仪表与单片机的结合所体现出的性能要比传统仪器仪表更加先进和优越，其能够实现测量功能与处理功能的集合，提升了仪表的工作效率。（4）单片机硬件及软件中的应用。单片机从本质上讲就是一种超微型的计算机，其和普通计算机一样也有着硬件和软件的区分，在工业控制领域中，单片机已经形成了相对完善的体系，单片机能够将自身分为硬件和软件两个部分，其中电子元件为硬件部分，相关程序为软件部分，要想实现单片机的控制功能，只有通过其电子元件也就是硬件部分构成控制系统，之后根据具体的任务需求将控制程序写入到单片机中，就可以实现单片机完整的控制工作，从上述分析可知，电子工程技术在单片机电子元件等硬件中以及程序写入等软件中都有着广泛的应用。（5）工业领域中的应用。随着科技的发展，我国工业现代化程度不断提升，传统的人力物力实现工业生产的方式改变，当今工业生产已经初步实现了机械化和自动化，在整个工业领域现代化的过程中，电子工程技术与单片机技术发挥着重要的作用，促进了工业企业经济效益的提升。在经济发展过程中，工业领域是基础性产业，其占用了众多的流动资金，因此，应当采取科学的方式从工业生产物料和工业生产设备两个方面进行成本控制，只有这样才能够保证工业企业的经济效益。

4结论

综上所述，电子工程技术在工业领域有着重要的应用，当前我国也越来越重视电子工程技术的发展，电子工程技术在单片机中的应用能够提升工作效率和信息化水平，本文简要概述了单片机的发展和应用现状，探讨了我国电子工程技术的发展特点，并研究了电子工程技术在单片机中的应用，旨在充分发挥电子工程技术和单片机技术的作用。

作者:钟铭 严梁立 单位:广东省机电设备招标有限公司

参考文献：

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先进制造技术是在传统制造的基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，它不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科，包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。

一、先进制造技术产生背景

先进制造技术计划是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术的概念。此后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。

二、先进制造技术的关键技术

一是成组技术。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，获得最大的经济效益。

二是敏捷制造。敏捷制造是借助于计算机网络和信息集成基础结构，构造有多个企业参加的“VM”环境，以竞争合作的原则，在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴，组成面向任务的虚拟公司，进行快速和最佳生产。

三是并行工程。并行工程（CE）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后再修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起，利用计算机互联网并行作业，大大缩短生产周期。

四是快速成型技术。快速成型技术是利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维CAD设计开发，使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型（雕刻）、建筑模型、机械行业等领域。

五是虚拟制造技术。虚拟制造技术以计算机支持的建模、仿真技术为前提，对设计、加工制造、装配等全过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时并行模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测出产品的性能、产品的制造技术、产品的可制造性与可装配性，从而更有效地、更经济地灵活组织生产，使工厂和车间的设计布局更合理、有效，以达到产品开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最高化。

六是智能制造。智能制造（IM）是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。它强调通过“智能设备”和“自治控制”来构造新一代的智能制造系统模式。因此，智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本，提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水平，具有重要意义。

三、常见先进制造加工技术

一是精密、超精密加工技术。它是指对工件表面材料进行去除，使工件的尺寸、表面性能达到产品要求而采取的技术措施。当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平，超精密加工的材料已有金属扩大到了非金属领域。根据加工的尺寸精度和表面粗糙度，精度加工可大致分为精密加工、超精密加工和纳米加工。

二是精密成型制造技术。它是指工件成型后只需少量加工或无须加工就可用做零件的成型技术。它是由多种高新技术与传统的毛坯成型技术融合而成的综合技术，正在从近净成型工艺向净成型工艺的方向发展。

三是特种加工技术。它是指利用电、磁、声、光、化学等能量及其组合施加在工件的被加工部位上，从而达到材料去除、变形、改变性能等目的的非传统加工技术。

四是表面工程技术。它是指采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合，提高产品表面耐磨、耐蚀、耐热、耐辐射、抗疲劳等性能的各项技术。表面工程技术主要包括热处理、表面改性、制模和涂层等技术。

我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国生产的产品无论是质量、效率，还是品种，都有较强的市场竞争力，因此，对先进制造技术研究和实施是刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进的行列。

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2014年6月4日下午，在上海新国际博览中心E5-M28会议室，由青岛海尔模具有限公司、家电模具国家工程技术研究中心和中国模具工业协会联手研讨互联网时代模具企业转型革新的盛会热烈举行。在庆祝海尔集团成立30年之际 海尔模具公司全面进入互联网时代，在如何面对互联网速度与个性化，2014年的DMC展会上来自海尔模具的四位专家就互联网时代模具企业的转型、云制造下的智能系统装备-IMF、云设计下的系统构建-ICD和云运营下的客户数据管理-MIM等四项议题做了精彩报告。

展望未来模具企业发展模式，海尔模具显然是行业乃至全球市场的领先者， 正如海尔集团董事局主席张瑞敏所言： “ 没有成功的企业， 只有时代的企业。”所以海尔模具与时俱进，充分嫁接现代网络与先进制造技术的成果，积极推动传统模具企业向更高层次转型，那就是建设“模具生态圈”。正所谓“行到水穷处，坐看云起时”。海尔模具率先打造互联网时代模具企业转型的创新开放平台，海尔模具从单品的模具向高端装备产业族群转型，从传统的制造企业向云端经营模式升级，集合了包括模具、自动化装备、智能机器人、智慧工厂系统、智能制造生产线、物联网、生态科技在内的生态圈体系。

为此，海尔模具推进了四项标志性工程，一是在上海创建了智慧装备云网中心；二是在哈工大建立了海尔-哈工大科研中心；三是在青岛建立占地280亩的模具装备产业园；四是在海外并购了位于奥克兰的海尔FPA装备解决方案中心。

目前，海尔模具建立了开放的研发、制造体系，现有工程技术人员700余人，建筑面积15万m2，拥有世界一流的加工设备200余台，其中数控加工中心100余台（五轴数控加工中心23台）。在海尔模具统一的标准规范下，越来越多的设计、供应链、加工资源凝聚到一起，组建生态圈平台，使模具作为“工业之母”成为创新产品的孵化之源。在模具研制、外观工艺、快速共创验证、核心模组等方面，海尔模具创建了领先的模具工程解决方案。与时代互动的海尔机器人更是集智能制造装备、智慧工厂解决方案、MIM 模具信息管理系统和生态科技解决方案于一体，使设备网络、信息网络和价值网络得以全面整合，人机交互的创新体验成为理想。

系统建设：海尔MIM模具信息化管理系统全面推出，这是基于物联网技术、面向全行业模具用户的模具大数据平台，可以高效帮助用户提升模具管理水平，引领行业信息化变革，为模具全生命周期管理带来福音。“将烦恼抛到云端，做回自己时间的主人”，海尔模具自信地表示。