機械電子業(yè)的科技革新

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作者：張鵬     單位：新疆醫(yī)科大學(xué)第六附屬醫(yī)院信息管理科

1機械電子系統(tǒng)的基本概念

“機電一體化”是微電子技術(shù)向機械工業(yè)滲透過程中逐漸形成的一個新概念，是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)等多門技術(shù)學(xué)科在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上相互滲透、有機結(jié)合而形成和發(fā)展起來的一門新的邊新的邊緣技術(shù)學(xué)科。機械電子一體化是機械技術(shù)與其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)有機結(jié)合的新領(lǐng)域。機電一體化是在以大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術(shù)迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智能、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，合理配置布局機械本體、執(zhí)行機構(gòu)、動力驅(qū)動單元、傳感測試元件、微電子信息接收、分析、加工、處理、生產(chǎn)、傳輸單元和線路以及銜接接口等硬件要素，對各組成要素間的信息處理、接口耦合、運動傳遞、物質(zhì)運動、能量變換機理進(jìn)行研究，并使之在軟件程序和微電子電路的有序信息流控制下，使得整個系統(tǒng)有機融合與綜合集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高可靠性、高精度、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個以微電子技術(shù)為主要的、在現(xiàn)代高新技術(shù)支持下的機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

2機械電子行業(yè)現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國經(jīng)濟出現(xiàn)了由高速發(fā)展走向逐步趨緩的態(tài)勢，各個行業(yè)均受到很大影響，國內(nèi)機床行業(yè)也無可避免的受到了較大沖擊，重型機電制造企業(yè)也或多或少受到了不同程度的影響。同時，由于國際機電市場營銷策略發(fā)生變化，以高技術(shù)為先導(dǎo)、用高技術(shù)裝配的低價格中檔機電產(chǎn)品迅速占領(lǐng)中國機電市場，對中國國內(nèi)機電企業(yè)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。機電產(chǎn)品進(jìn)口額增速遠(yuǎn)高于國內(nèi)機電企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值增速，反映出市場需求結(jié)構(gòu)不斷變化，對中高端產(chǎn)品的需求明顯增加，也反映出國產(chǎn)中高檔產(chǎn)品在技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化上都存在不足之處。2011年中國機電產(chǎn)品進(jìn)口增長迅速，前三季度，機電產(chǎn)品累計進(jìn)口152.7億美元，同比增長38.5%。因進(jìn)口激增，國產(chǎn)機電設(shè)備占有率呈顯著下降態(tài)勢。2011年前3季度，中國機電設(shè)備行業(yè)累計完成工業(yè)總產(chǎn)值4721.7億元，同比增長33.5%。這意味著中國機電設(shè)備行業(yè)雖然產(chǎn)能巨大，但事實上還不能“自己武裝自己”。前三季度機電附件行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值同比增長42.9%，而機床零件、部件進(jìn)口額同比增長40.8%，基本與國內(nèi)機電附件產(chǎn)值同比增速近似。而中國機電行業(yè)要想從大變強，惟一的途徑是自主創(chuàng)新。然而，新技術(shù)研發(fā)進(jìn)展緩慢，對于新技術(shù)的研發(fā)水平與世界先進(jìn)水平有一定差距,一些科技附加值高的產(chǎn)品市場占有率較低,而市場覆蓋率大的名牌產(chǎn)品則往往存在技術(shù)含量不高等問題.同時,機械電子行業(yè)技術(shù)水平不高還表現(xiàn)在科技成果的市場轉(zhuǎn)化率較低。

3機械行業(yè)創(chuàng)新的方法

3.1研究市場開拓創(chuàng)新在這個計劃經(jīng)濟年代，企業(yè)只是單純的生產(chǎn)部門，所生產(chǎn)的產(chǎn)品由國家包銷，企業(yè)沒有或很少有市場意識，創(chuàng)新動力不足，造成產(chǎn)品幾十年不變，由此可見，在市場經(jīng)濟下，競爭日趨激烈，企業(yè)只有推出被市場接受的產(chǎn)品才能生存下去。因此，企業(yè)必須下大力氣研究分析市場、開拓市場，從市場和客戶處取得新產(chǎn)品開發(fā)和老產(chǎn)品改造的需求信息，通過技術(shù)創(chuàng)新不適應(yīng)市場競爭和客戶需求的產(chǎn)品，做好產(chǎn)品規(guī)劃，開展產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新研究，以增加企業(yè)的實力、發(fā)展后勁和競爭能力。

3.2資源創(chuàng)新只有資金、信息及高水平人才是產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的基本保證。必要的資金是開展科研開發(fā)及其成果產(chǎn)業(yè)化的保障。首先，我們必須采取多種方法和措施，不斷增加科技投入，集中用于企業(yè)技術(shù)開發(fā)及其成果產(chǎn)業(yè)化等的資金需求。其次，市場、技術(shù)、經(jīng)濟及法規(guī)等信息是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的來源和基礎(chǔ)，在科學(xué)技術(shù)日新月異，新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮的今天，現(xiàn)代信息技術(shù)成為加速產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的助推器。第三，人力資源是影響產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵。當(dāng)前，企業(yè)最需要的是兩類復(fù)合型人才:一類是掌握高科技訣竅、懂技術(shù)、懂經(jīng)營、有創(chuàng)新的復(fù)合型高級專業(yè)人才(工程師);另一類是有戰(zhàn)略眼光和創(chuàng)新勇氣,懂得科技、經(jīng)營、管理的復(fù)合型高級管理人才(企業(yè)家)。企業(yè)要創(chuàng)造一切條件引進(jìn)和留住這些人才,同時還要選擇對象,重點培訓(xùn)。我們必須采取有效的措施，加強高素質(zhì)的人才的培養(yǎng)，發(fā)揮技術(shù)人員的創(chuàng)造能力，吸引高技術(shù)人才并讓其在技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮核心作用。站在企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略高度合理使用和培養(yǎng)高層次技術(shù)人才，為實現(xiàn)企業(yè)的近、遠(yuǎn)期目標(biāo)，建立相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)體系，實施多層次的技術(shù)開發(fā)，并有相應(yīng)機構(gòu)對技術(shù)開發(fā)經(jīng)費的使用及項目進(jìn)行管理和評估。

3.3技術(shù)開發(fā)手段創(chuàng)新傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法大多是模仿或經(jīng)驗設(shè)計，設(shè)計手段落后。初級CAD的應(yīng)用主要在計算機繪圖、改圖、編制明細(xì)表等方面，而三維CAD設(shè)計、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、信息與電子技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計理論方法在工程機械產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)中的應(yīng)用仍然很少，導(dǎo)致機械產(chǎn)品的品種單一、結(jié)構(gòu)陳舊，由此帶來產(chǎn)品市場競爭力不強，致使企業(yè)經(jīng)濟效益低下，只有提高和增強企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)手段，是增強技術(shù)創(chuàng)新能力的有效方法。隨著以CAD技術(shù)為代表的信息技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)中的不斷深入應(yīng)用，將開創(chuàng)嶄新的產(chǎn)品開發(fā)模式－數(shù)字化產(chǎn)品的設(shè)計，由此帶來設(shè)計觀念、設(shè)計方法、組織形式的全面創(chuàng)新，將迎來工程機械產(chǎn)品設(shè)計的現(xiàn)代化。

3.4保護和利用知識產(chǎn)權(quán)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)就是要應(yīng)用和體現(xiàn)自身的專有技術(shù)，并以專利的形式來保護創(chuàng)新成果。企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)研究的各個環(huán)節(jié)，對專利應(yīng)有強烈的意識。決策技術(shù)開發(fā)方向時，要廣泛了解國內(nèi)外專利發(fā)展動態(tài)；研究開發(fā)新產(chǎn)品時。應(yīng)檢索專利文獻(xiàn)。以提高創(chuàng)新開發(fā)起點，確保項目具有先進(jìn)水平；研究開發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品過程中，要注意技術(shù)保密，并及時申請專利，以保護企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)；開發(fā)新產(chǎn)品過程中，應(yīng)利用新技術(shù)(包括專利技術(shù))為企業(yè)服務(wù)。