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摘要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)化水平不斷提升，人們進(jìn)入到了工業(yè)4.0時(shí)代。在工業(yè)革命背景下，智能技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，本文將具體探討工業(yè)4.0時(shí)代下機(jī)電一體化的智能發(fā)展，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0時(shí)代；機(jī)電一體化；智能發(fā)展

工業(yè)4.0由德國(guó)政府提出，是德國(guó)2020年高技術(shù)戰(zhàn)略之一，由教育部和經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)部門聯(lián)合自主，投資超過(guò)了兩億元。工業(yè)4.0立足制造行業(yè)，以促進(jìn)制造行業(yè)發(fā)展作為最終目標(biāo)，以期構(gòu)建智慧工廠，提高制造行業(yè)的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)人力資源和物力資源的優(yōu)化配置。工業(yè)4.0以互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)，需要構(gòu)建現(xiàn)代化的物聯(lián)信息系統(tǒng)，將產(chǎn)品供應(yīng)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品銷售等連在一起。在工業(yè)4.0的背景下，必須將著眼點(diǎn)放在智能技術(shù)上，構(gòu)建數(shù)字化的工業(yè)生產(chǎn)模式。

1相關(guān)理論概述

1）機(jī)電一體化技術(shù)概述。所謂的機(jī)電一體化，就是應(yīng)用電子技術(shù)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的系統(tǒng)。在機(jī)電一體化過(guò)程中，現(xiàn)代電子技術(shù)占據(jù)著至為重要的地位。機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)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(tǒng)包括傳感器、信息處理結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)等；軟件系統(tǒng)則包含各類軟件[1]。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)發(fā)揮基礎(chǔ)性作用，傳感器可以對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、傳送和轉(zhuǎn)換，發(fā)揮非接觸檢測(cè)技術(shù)的重要性。信息處理結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，按照既定程序發(fā)送指令，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2）智能控制系統(tǒng)概述。智能控制系統(tǒng)以智能技術(shù)作為依托，在智能技術(shù)的作用下，混合系統(tǒng)控制系統(tǒng)正式形成。智能控制系統(tǒng)被分為以下幾種類型：分級(jí)控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)。系統(tǒng)類型不同，系統(tǒng)功能也呈現(xiàn)出較大的差異性。以分級(jí)控制系統(tǒng)為例，分級(jí)控制系統(tǒng)可以對(duì)外部工作環(huán)境進(jìn)行自適應(yīng)，協(xié)調(diào)組織各項(xiàng)工作。以學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)為例，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)可以對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)識(shí)和調(diào)整，高效接收轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。以專家控制系統(tǒng)為例，專家控制系統(tǒng)可以融合主體經(jīng)驗(yàn)、客體技術(shù)，完成各項(xiàng)指令。

2工業(yè)4.0時(shí)代下機(jī)電一體化的智能發(fā)展

1）建構(gòu)模型。在工業(yè)4.0時(shí)代下推動(dòng)機(jī)電一體化的智能發(fā)展，應(yīng)該對(duì)模型進(jìn)行建構(gòu)。信息處理模型至為關(guān)鍵，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合處理。為了優(yōu)化模型，需要協(xié)調(diào)認(rèn)知系統(tǒng)和費(fèi)認(rèn)知系統(tǒng)，推動(dòng)職能系統(tǒng)升級(jí)。機(jī)電一體化系統(tǒng)和智能系統(tǒng)呈現(xiàn)出加大的差異性，后者的認(rèn)知性更強(qiáng)。認(rèn)知處理不會(huì)對(duì)反應(yīng)是耦合造成影響，可以和其達(dá)到良性共存。技術(shù)人員可以采用行為控制三層模型：第一層模型為認(rèn)知調(diào)節(jié)目標(biāo)，目標(biāo)管理作為中心[2]；第二層模型為關(guān)聯(lián)調(diào)節(jié)模型，可以對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行反射；第三層模型為非認(rèn)知調(diào)節(jié)模型，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)驅(qū)動(dòng)。在內(nèi)外部發(fā)生同時(shí)變化時(shí)，三層模型不會(huì)受到過(guò)多影響，認(rèn)知數(shù)據(jù)處理的功能有所拓展，學(xué)習(xí)過(guò)程即信息收集的過(guò)程。認(rèn)知信息處理參考模型應(yīng)當(dāng)具有智能性特征，要主動(dòng)嵌入到外部環(huán)境之中，使內(nèi)部表達(dá)和周圍環(huán)境相適應(yīng)。為了獲得綜合信息處理的能力，可以對(duì)模型進(jìn)行層次劃分，讓最高層為認(rèn)知調(diào)節(jié)層，最低層為非認(rèn)知調(diào)節(jié)層。2）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在構(gòu)建智能技術(shù)系統(tǒng)時(shí)，需要采用兩種結(jié)構(gòu)形式：第一種為智能子系統(tǒng)；第二種為組群結(jié)構(gòu)，即智能網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。智能子系統(tǒng)包括基本系統(tǒng)、執(zhí)行器、傳感器三個(gè)組成部分，組群結(jié)構(gòu)包括信息處理、認(rèn)知調(diào)節(jié)、關(guān)聯(lián)調(diào)節(jié)和非認(rèn)知調(diào)節(jié)等。以農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)為例，在開展大型農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)時(shí)，需要對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行功能劃分，使子系統(tǒng)形成相互作用的組合體。智能子系統(tǒng)的排列方式比較分散，因此要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)，促進(jìn)子系統(tǒng)的通信協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能通過(guò)子系統(tǒng)功能得到呈現(xiàn)，技術(shù)人員要改變子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)和嵌入式技術(shù)。美國(guó)學(xué)者提供了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建的經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)人員可以應(yīng)用現(xiàn)代科技形成CPS系統(tǒng)，取代原有的自動(dòng)化系統(tǒng)。3）智能系統(tǒng)。在提出工業(yè)4.0后，德國(guó)學(xué)者便開展了科技研究，形成了前沿技術(shù)創(chuàng)新集群，對(duì)智能技術(shù)進(jìn)行了開發(fā)。在智能技術(shù)開發(fā)過(guò)程中，需構(gòu)建三種類型的項(xiàng)目：第一種是平臺(tái)項(xiàng)目，要尋找最優(yōu)智能控制系統(tǒng)，集成人機(jī)交互和智能網(wǎng)絡(luò)；第二是創(chuàng)新項(xiàng)目，要開發(fā)智能子系統(tǒng)，解決網(wǎng)絡(luò)互通問(wèn)題；第三是可持續(xù)項(xiàng)目，要確保智能技術(shù)開發(fā)的持續(xù)性，利用政府支持政策[3]。德國(guó)公司采用了即插即生產(chǎn)的智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了智能自適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)。這一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有自配置的功能，無(wú)需應(yīng)用工程工具，保證了工作任務(wù)的高效完成。我國(guó)可以借鑒德國(guó)公司的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，打造特色化的機(jī)電一體化智能系統(tǒng)。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在工業(yè)4.0時(shí)代下，必須利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，推動(dòng)機(jī)電一體化的智能發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]華愛琴.關(guān)于企業(yè)智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展分析與應(yīng)用探討[J].時(shí)代農(nóng)機(jī),2016,43(9):51-52.

[2]繆學(xué)勤.工業(yè)4.0推動(dòng)機(jī)電一體化走向智能技術(shù)系統(tǒng)[J].自動(dòng)化儀表,2016,37(1):1-5+8.

[3]朱國(guó)紅.試論機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用[J].職業(yè),2012(17):90.

作者:喻欣 徐江華 單位:江西省機(jī)械工業(yè)情報(bào)所