序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇電影藝術的發(fā)展范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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電影的發(fā)展它首先是離不開藝術的，因為電影本身就是藝術的表現(xiàn)，但是電影的發(fā)展也離不開技術，只有將現(xiàn)代的燈光技術、聲效技術、畫面技術、動感技術等融入一體，才能使電影表現(xiàn)出更好的效果。

1.電影對物質的依賴

抽象的藝術形式需要它特定的具象載體。電影從一開始就包含了其他藝術所沒有包含的科學技術在里面，在科學無止境的發(fā)展的前提下，電影技術的發(fā)展也是沒有止境的，早期電影技術的積累更多依靠杰出電影人的靈感與即興，電影科學還是沒有基本的系統(tǒng)，電影的技術層面還沒有形成，沒有上升到技術的層面上來。隨著電影的發(fā)展，電影漸漸的不光是對藝術效果的注重，在電影的比拼中，更多的是對電影特效技術的比拼。只有應用科學技術，才能使電影在畫面和聲效上脫穎而出。所以，電影是有一定的物資依賴的，它是需要依賴一定的技術在里面的。

2.電影與商業(yè)的合作

從純粹的藝術角度來看的話，電影的創(chuàng)作、電影的作品、電影的欣賞，它是電影本身所具有的東西，和其他的東西是沒有關系的。但是實際上，電影它是需要互動的，需要回應和需要評價的，所以，電影就和商業(yè)活動有了一定的聯(lián)系，除過制片商的聯(lián)系之外，要推動電影業(yè)的發(fā)展，還要進行新片的宣傳，演員的造勢的等，這些和電影合作的商業(yè)活動，它是需要帶來豐厚的利潤的。但是判斷影片的準則是來自觀眾的心理感受，不是一些商業(yè)的宣傳活動。所以，在和電影合作的同時，還是要努力打造藝術化的商業(yè)活動。來滿足大眾對電影藝術和電影技術的需要的。

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動畫這門綜合藝術自誕生以來，就以其獨特的魅力影響著一代又一代人。雖然隨著時代的發(fā)展與技術的進步，“動畫”的概念經歷了無數(shù)次分離與融合，但動畫始終是融合了技術與藝術的雙重性質，給人們帶來了無限的歡樂，是沒有國界的世界通用語言。電影的發(fā)展史上，沒有哪一門藝術像電影一樣更依賴于科學技術，從電影誕生的那一天起，它的每次發(fā)展都和科學技術的發(fā)展密不可分。從無聲電影到有聲，從黑白電影到彩色，每一步無一例外的都打上了科技進步的烙印。影視藝術的里程碑式的分期往往是以技術為先導的。從上世紀90年代以來，用高科技制作的動畫類影片，逼真的表現(xiàn)手法和極富想象力的創(chuàng)意，豐富了電影藝術的表現(xiàn)力。近年來，隨著計算機在影視領域的運用和軟件水平的不斷更新?lián)Q代，數(shù)字動畫技術已完全融入了電影的制作領域，特別是運用了3D特效技術，將真人實景與動畫內容緊密結合起來，讓人難辨真假，實現(xiàn)了以前傳統(tǒng)電影領域難以實現(xiàn)的表現(xiàn)方式，極大增強了電影的藝術魅力，把電影藝術推上了一個新的發(fā)展階段。

一、CG技術與電影

CG是英文Computer Graphic的縮寫，中文意為計算機圖形圖像。隨著計算機的與發(fā)展，CG技術創(chuàng)造了電影領域中的文化奇跡，許多導演在影片中都運用了CG技術塑造了一個個虛擬的角色。

1977年，美國導演喬治?盧卡斯導演了一部名叫《星球大戰(zhàn)》的科幻影片。片中運用CG技術創(chuàng)造了一個真實的虛擬世界，極大地豐富了影片的藝術觀賞性，給人們留下了深刻的印象，導演也因此名揚世界，科幻影片從此也成為電影的主流之一。當時由于沒有一家制作計算機特效的公司能為他的電影服務，因此他組建了自己的工業(yè)光魔工作室，用來制作這部電影所需要的特殊效果，從此計算機技術首次在電影中得以應用。片中運用的新技術大約有三百多項，給觀眾帶來了前所未有的視覺體驗，開創(chuàng)了全新科幻影片的先河?！缎乔虼髴?zhàn)》的成功標志著人類已經向“真實的虛擬世界”邁出了極有建設性的一步?！缎乔虼髴?zhàn)》運用CG技術獲得了巨大的成功，導演在其后1980年和1983年分別推出了兩部續(xù)集。這幾部影片在1984年獲得奧斯卡最佳視覺效果獎。由于當時計算機影像技術處于剛開發(fā)和較為初級的階段，三維計算機動畫也沒能很好運用到影片中，片中的怪獸由演員化妝扮演，外星人只能通過制造模型、電子控制和定格攝影來完成，從一定程度上限制了創(chuàng)作和影響了影片的真實程度。

二、三維動畫與電影

CG技術的運用給觀眾帶來了全新的視覺沖擊力，而三維動畫的運用為動畫電影揭開了新的篇章。

隨著時代的進步，科技的發(fā)展，1991年詹姆斯?卡梅隆拍攝的《終結者2》成功塑造了首個全三維數(shù)字角色，并將真人演出的影像與3D數(shù)碼動畫完美結合，這也使得三維數(shù)字人物角色的造型更像真人，并有層次感。工業(yè)光魔影像特技制作工作室成功地為影片制作了令人難忘的特技效果，并獲得當年奧斯卡最佳視覺效果獎，這也使CG技術發(fā)展到了一個新的里程碑。從此，三維動畫Computer Generated Imagery(即CGI)越來越多的運用到各種類型的影片中，為創(chuàng)造完美的虛擬世界奠定了基礎。

2001年，由彼得?杰克遜執(zhí)導的影片《指環(huán)王1》隆重上映。片中的特效主要由Weta Digital工作室擔任，其中的CGI影像留給人們完美的感覺，該片中的萬人戰(zhàn)斗場面給觀眾巨大的震撼力。CGI與微縮模型的結合，讓人分辨不出動畫和真實場景，再一次體現(xiàn)了數(shù)字技術的強大實力。片中運用了一種智能化的軟件，在演繹雙方作戰(zhàn)時，每個數(shù)字形象都會自動尋找對手，甚至還能做到打不贏就逃跑的場面。該片也獲得了2002年度的奧斯卡最佳視覺效果獎。

三、3D特效與電影

“不怕做不到，就怕想不到”。2009年由卡梅隆導演的《阿凡達》上映了，這部耗時12年制作的科幻大片掀起了電影歷史上的第四次技術革命，預示著3D特效時代的來臨，也象征著真人與動畫技術結合的再次創(chuàng)新，使電影更具魅力。這部耗資5億美元，迄今為止史上最昂貴的影片，很大部分投入都花在了技術上?？仿F隊自主研發(fā)的3D攝影系統(tǒng)，將3D特效再次推上一個新的境界。Weta Digital工作室運用為《阿凡達》研發(fā)并首次運用的特效技術―“攜帶式動作擷取設備”，用CG特技制作出了潘多拉星球的土著人―10英尺高的藍色類人生物Na’vi族人，并與真人結合，逼真的詮釋了人類為了自身的利益，掠奪潘多拉星球的礦產，與當?shù)豊a’vi族人大戰(zhàn)的場景。該片創(chuàng)下了27億美元的票房神話，并獲得了當年奧斯卡最佳視覺效果獎。

2011年8月由導演魯伯特?瓦耶特攜手Weta Digital工作室傾力打造的好萊塢又一部科幻巨制《猩球崛起》上映了。從上映至今，依然保持了如潮的好評和強勁的票房。Weta Digital工作室再次運用“攜帶式動作擷取設備”，用CG電腦動畫制作出了一個個栩栩如生的猩猩，逼真的詮釋了一場人類與猩猩的驚天動地的大戰(zhàn)。

“攜帶式動作擷取設備”采用了動作捕捉技術，將演員表演時在空間所產生的數(shù)據，轉換成數(shù)據模型，以之為骨架，在上面填上2D或3D角色的“血肉”，最終合成銀幕上活靈活現(xiàn)的角色。通俗地講就是：真人的動態(tài)表情、肢體語言經過電腦的處理或者合成后，變成虛擬人物形象的表現(xiàn)和肢體語言。上述兩部影片中的Na’vi族人和猩猩的鏡頭都是通過演員的表演進行捕捉完成的。特別是扮演猩猩的演員，他的臉上貼滿了紅外線感光點，頭上還頂著一個捕捉表情用的小攝像機，為的是最大限度地讓攝像機捕捉到他臉部豐富的表情變化，令電腦制作的圖像更加逼真。

導演魯伯特?瓦耶特認為：《阿凡達》的CG技術非常成功，我想在《猩球崛起》里再運用一些令觀眾耳目一新的技術。將之前《阿凡達》主要在棚內完成外景拍攝的模式，首次放在戶外、陽光下取景，真實的人物和真實的場景與CG繪制的栩栩如生的猩猩們在一起，令觀眾難辨真假。

電影藝術是一門綜合性藝術，除了有鮮明的主題外，還要有創(chuàng)新和領先的制作技術。數(shù)字動畫技術在當今電影創(chuàng)作中發(fā)揮了越來越重要的作用，以前傳統(tǒng)電影里難以想像甚至無法實現(xiàn)的內容，都可以通過運用CGI等技術，讓人們的幻想變成現(xiàn)實，因為電影藝術其實就是想象與真實的辨證統(tǒng)一。

參考文獻：

[1]劉志強.三維造型藝術[M].北京：中國廣播電視出版社

2006

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一、動畫電影的藝術形態(tài)

（一）動畫技術的升級和產業(yè)重組

在現(xiàn)階段電影工體事業(yè)之中，隨著我國虛擬技術的長遠發(fā)展，其所得到的經濟效益也在不斷增加，這也導致這一技術得到了長久發(fā)展。與這項內容進行比較之后，傳統(tǒng)的電影制作行業(yè)的各種缺點也逐漸突顯出來，無法滿足現(xiàn)階段電影工體技術的需求。所以，在動漫電影的制作過程中，還需要注重其藝術的發(fā)展形態(tài)。所以，對于動畫電影的后期發(fā)展情況也需要重點考慮。隨著虛擬技術的快速升級，其動畫電影的藝術形態(tài)也在根本上呈現(xiàn)出一定的變化，傳統(tǒng)的動畫電影需要導演和制片人還有燈光師、音響師的配合，但使用虛擬技術進行動畫的制作，制片人只需要使用電腦就可以合理開展。動畫電影在現(xiàn)階段變得越來越火暴，其主要原因是迪士尼的動畫大片在全球熱播。并且，在科學技術快速發(fā)展的階段，動畫的領域中也出現(xiàn)了比較激烈的競爭，這也是動畫電影藝術形態(tài)發(fā)展的重要機遇。

（二）動畫電影的虛擬美學和主要類型

隨著動畫事業(yè)的不斷發(fā)展，動畫電影行業(yè)也日漸繁榮，很多傳統(tǒng)的動畫內容也逐漸出現(xiàn)，很多公司把傳統(tǒng)的漫畫和黏土動畫改變成三維動畫也是動畫電影的藝術發(fā)展形態(tài)。同時，在數(shù)字技術不斷發(fā)展和升級的過程中，也能在根本上改善美學的審美形態(tài)。隨著動畫電影的發(fā)展，三維動畫的制作技術也成為一個動畫能否成功的根本性內容。因此，動畫的發(fā)展藝術形態(tài)也是核心的創(chuàng)作內容，并且其現(xiàn)有的框架之內，也構建出了最新的思維，產生了具有商業(yè)價值的動畫電影藝術形態(tài)。

（三）動畫電影導演創(chuàng)作和語言創(chuàng)新

動畫電影中的造型，是創(chuàng)造這一動畫的關鍵。在動畫電影發(fā)展中，所使用的良好技術，也是動畫電影未來的發(fā)展形態(tài)。因此，動畫電影的發(fā)展也在根本上成為動畫電影的藝術形態(tài)。想要促進動畫電影的進步，還需要把這一藝術形態(tài)應用在動畫電影的制作中。同時，在動畫電影的制作中，其題材也在不斷創(chuàng)新。只有把這些內容相結合，才能在根本上促進動畫電影的發(fā)展，這也是動畫電影藝術形態(tài)未來良好的發(fā)展途徑。

二、動畫電影的發(fā)展趨勢

（一）動畫電影的未來宣傳和明星動漫角色的建立

迪士尼公司和皮克斯公司在1995年期間完成了第一步動畫電影，指明了三維動畫電影的最新發(fā)展方向。在這之后，三維動畫電影也成為動畫電影發(fā)展的主要內容，也是其創(chuàng)作的主流形式。隨著時間的推移，我國也在2006年階段推出了首部三維動畫電影，但由于電影之中對于受眾的年齡有一定的局限性，這也導致我國的三維動畫發(fā)展出現(xiàn)資金赤字的現(xiàn)象。因此，還需要保證動漫電影在發(fā)展過程中能逐漸面向觀眾，使用良好的宣傳手段，還有明星的角色，保證動畫電影的進步。

（二）動畫電影有趣的故事情節(jié)吸引全齡化觀眾

我國中央電視臺在少兒頻道播放《熊出沒》之后，受到越來越多人的關注，其中幽默詼諧的內容，還有場景和人物角色的設定，使受眾越來越喜歡這部動漫電影。經過一段時間的發(fā)展，這部電影已積累了越來越多的觀眾，這主要歸功于動畫電影故事情節(jié)和鮮明的個性?；谶@一情況，很容易理解現(xiàn)階段動畫電影的發(fā)展趨勢和發(fā)展情形。同時，《熊出沒》制作方為了得到家長的認可，開設了父母審片大會，也就是在父母能夠理解和喜歡的基礎上把這一動畫播放給幼兒，這也是動畫電影能夠快速發(fā)展的主要因素。

（三）動畫電影中生動的人物角色

在《熊出沒》這一動畫電影中，對于光頭強角色的設定，制片方花費了非常多的心思，并且為了了解到幼兒的行為習慣和特點，公司還請來了工作人員的孩子參加公司的活動，并且要求沒有孩子的工作人員觀察其表情和行為習慣，這樣才在根本上創(chuàng)造出比較受到關注的光頭強形象。同時很多其他角色也都在劇情上推動了動畫電影故事情節(jié)的發(fā)展。

（四）對于歌舞藝術的敘述

在動畫電影中，音樂和歌舞元素的使用已經被經常關注，其中迪士尼和藍天工作室等大牌的電影作品中都開始使用歌舞藝術，以此促進動畫電影的發(fā)展。實際上，這也是動畫電影的一種主要藝術形式。并且，在敘事的過程中，使用很多比較美的元素。歌舞內容的使用能給人們比較緊張的感覺，同時也能傳遞動畫電影中的歡快氛圍。因此，使用三維立體動畫能保證鏡頭不受到限制，給觀眾一種視覺上的盛宴。

（五）利用正能量感染觀眾

在動畫電影中，還要融入責任感、正能量和親情、友情等內容，并且加上有效的三維立體效果，這樣在人物形象的塑造上才能取得成功，同時也給人一種真實的感覺。例如，動畫電影中的光頭強，其喜劇的感覺和滑稽的感覺，都能給人歡快的感覺，但同時又設置熊大、熊二這兩個角色，采用種種措施反對光頭強砍樹，以此保證人們在接受到電影內容的過程中，保證其正能量也被觀眾所接受和喜愛。這也是現(xiàn)階段動畫電影中的正能量。

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招貼在近代擁有廣泛的影響并產生翻天覆地的變化，平面設計用它作為創(chuàng)作和交流的媒介，在很大程度上更接近于個人的設計思想的展現(xiàn)。而發(fā)展最快的就是電影類招貼，因為每部電影的背后都有專門的設計團對這部電影在平面設計中去體現(xiàn)男、女主人公或者精彩的電影環(huán)節(jié)，已達到提示和宣傳的作用。當今的電影招貼大多畫面精美，即使是同一部電影的招貼，各國的版本都會有不同的表現(xiàn)手法，也可能突出不同的主題。一部普通的電影招貼只有一兩個版面，而一部暢銷的大片就可能有數(shù)十種版面，《TiTanic》電影的招貼應該是目前版面最多的招貼了。

一、電影招貼的起源

1，電影招貼起源

1895年12月28日，法國盧米埃兄弟在巴黎的一間餐廳里向35位觀眾放映了《火車到站》等短片，當時那張題為《盧米埃電影》的招貼可能是世界上第一張電影招貼。

早期的電影招貼是純粹為了電影的上片做宣傳廣告用途，就如現(xiàn)在賣場中的大多數(shù)促銷招貼，是用手工繪制的，又稱手繪電影招貼，其真跡已較少見，好萊塢早期著名影片《飄》、《第凡那的早餐》、《卡薩布蘭卡》當初的招貼都是手繪的，畫面精美細致，至今仍有很高的藝術價值。隨著電影的普及，電影招貼制作技術的進步，電影招貼本身也因其畫面精美、表現(xiàn)手法獨特、文化內涵豐富，成為一種藝術品，具有欣賞和收藏價值。但國外的招貼收藏家一般只收藏原版電影招貼，當然其頭版及前幾版更因其數(shù)量稀少升值潛力巨大而備受寵愛。

電影招貼及其他電影衍生產品，從功能上分可分為兩類；第一類是供廣告促銷用的，其產品上常標有“ForPromotion”(促銷用)的字樣，主要用做電影公司的廣告、影院招貼、觀眾的贈品。第一類產品是不能用于銷售的，第二類是可供銷售的。大家在上?？吹降碾娪罢匈N、明信片，鑰匙圈、紀念卡、馬克杯、T恤等都屬于電影的衍生產品。電影和電影的衍生產品早已成為一種文化、影響了一代又一代人，走進千千萬萬人的生活。

2，電影招貼從版本上可以分為兩大類

第一類是原版電影招貼。所謂原版電影招貼，即是由電影發(fā)行公司發(fā)行的電影招貼，對招貼發(fā)行的數(shù)量和質量都有很嚴格的規(guī)定。原版電影招貼又可以分為頭版和再版，一般來說，頭版招貼都采用雙面印透的方法來區(qū)別于其他招貼，并且所有的原版招貼的尺寸基本上都是99×69cm，再版招貼的尺寸也是99×69cm，但都是單面印刷的。每版招貼都是限量印刷的，作為一種收藏品其價值是不可限估的，國外的電影招貼收藏者是專收原版電影招貼的。

第二類是授權的電影招貼，一般尺寸為88×59cm、42×30cm，但以88×59cm尺寸為主流，授權版的招貼由于價格較為低廉，發(fā)行量又遠遠大于原版電影招貼，而升值潛力不大，在市場上較為多見。

二、電影招貼的特性和設計法則

1，招貼的基本概念

所謂招貼。英文名稱為poster，中文又名“海報”或“宣傳畫”，屬于戶外廣告，分布于各處街道、影(劇)院、展覽會、商業(yè)區(qū)、機場、碼頭、車站、公園等公共場所，在國外被稱為“瞬間”的街頭藝術。雖然如今電影業(yè)各種宣傳發(fā)展日新月異，新的理論、新的觀念、新的制作技術、新的傳播手段、新的媒體形式不斷涌現(xiàn)，但招貼始終無法代替，仍然在特定的領域里施展著活力，并取得了令人滿意的廣告宣傳作用，這主要是由它的特征所決定的。

2，電影招貼的特性

文字限制：招貼是給遠距離、行動的人們觀看，所以文字宜少不宜多。如：《別惹螞蟻》故事根據童話作家約翰?尼科爾(John Nickle)創(chuàng)作的同名兒童小說改編，講述剛搬家的盧卡斯，在學校沒朋友，又被鄰居惡霸欺負，只好把怒氣出在螞蟻上，破壞他們的巢穴，不料螞蟻起來報復，用一把神奇縮小槍，將盧卡斯變成螞蟻般大小，并把他帶回巢穴一同生活，經過這次，盧卡斯學會了寬容與同情，友情的真諦和欣賞、敬畏自然本身。以圖片占據整個版面，整個招貼只是點到了電影的片名，但是非常的醒目。

色彩限制：招貼的色彩宜少不宜多。如：2006年加拿大出品的《僵尸人》電影海報只用了一個紅色代表了整個招貼的色彩，使影片的情節(jié)和影片定位對觀眾都有了很好的示意：招貼的形象一般不宜過分細致周詳，要概括。張貼限制：公共場所不宜隨意張貼，必須在指定的場所內張貼，各個電影院在介紹新電影時都是把招貼和電影放映時間相配合，以告之觀眾。

3，電影招貼的設計法則

在電影招貼設計的過程中，常見的有以下兩種情況：一種是設計前翻閱各類資料，挑選合適的形式、手法進行移植，改頭換面地套用設計的內容。另一種是不找任何資料，憑借自己所學的知識、激情、力量，再結合電影招貼設計的法則進行構思和構圖。其結果，前一種顯得拘泥而少靈氣，模仿因素多，后一種創(chuàng)意明確，視覺流暢、飽滿、生動、個性化強。

色彩的刺激無論在人的心理或生理上都有重要的影響，在生活節(jié)奏越來越快的今天，為使忙碌的人們能在瞬間了解電影招貼內容，電影招貼色彩應多使用較為強烈的對比色調。所以，色彩對比是電影招貼設計常用的表現(xiàn)手法之一，其目的在于盡可能使主題形象鮮明奪目，在瞬間快速傳遞給廣大觀眾，并留下深刻印象。通常在電影招貼有以下幾種對比方法：色相對比、明度對比、冷暖對比、補色對比、面積對比。色彩是電影招貼的“魂”，要象征化、聯(lián)想化。如白色能聯(lián)想到純潔、神圣、優(yōu)質、和平，如：2006年10月上映的電影《硫磺島來信》的招貼設計，以白色為主題色，加上一個充滿生機的綠色小島，使人們對和平的向往和對那場戰(zhàn)爭的回憶與反思，黑色能聯(lián)想到嚴肅、觸目；黃色能聯(lián)想到快活、溫暖、尊嚴等，如：1994年《獅子王》的電影招貼整體采用黃色它象征著王者的身份的同時也讓觀眾充分對非洲大地的一個遐想的體驗。藍色能聯(lián)想到和平、安寧、科技等，如：2008年最新電影《WALL-E》的招貼基本上是以藍色調為主體，充滿了科技與太空的味道?？傊?，只有在充分理解和掌握了色彩運用的基礎上，才能使設計的用色起到內外呼應的作用，達到電影招貼理想的宣傳效應。

電影招貼的色彩，包括色和彩兩層含義。色，通常指的是：黑、白、灰，或稱“五色彩”。彩，通常指的是：紅、橙、黃、綠，青、藍、紫，以及摻有黑、白、灰成分的中間色，或稱“有色彩”。按生理學家的研究，觸及人類五官最敏感的莫過于色彩。正如人們購買食品，首先進入視線的是上面的色彩，其次是嗅覺，再其次是味覺。色彩是市場信息和產品競爭的首要條件，因此，在廣告上有著極強的訴求力。特別是遠距離傳達的電影招貼，更莫過于色彩。

新奇：雖然所有媒體都需要“新奇”，但電影招貼要求更高，因為它只是在“瞬間”發(fā)揮傳達作用，特別需要視覺傳達的異質點。簡潔：雖然所有媒體都需“簡潔”，但電影招貼要求更高。如：第八屆上海國際電影節(jié)海報用過去老的膠片盒作為主題，沒有用明星和片名等，表現(xiàn)出簡潔的一面，同時用中國的書法表明了自己的文化地域特點。因為電影招貼是戶外廣告，越是“簡潔”的電影招貼，主題越突出，焦點越集中，內容越豐富?？鋸垼阂驗殡娪罢匈N是在遠處發(fā)揮強烈的傳達作用，所以必須調動夸張、幽默，特寫等表現(xiàn)手段來揭示主題，明確消費者的心理需求。沖突：“沖突”也是對比，包括兩個方面：一是形式節(jié)奏上的“沖突”；二是內容矛盾上的“加突”。直率：藝術要求含蓄，電影招貼則要求直率。

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中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0352-01

1、機電一體化概述

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。它是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別?！皺C電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征?，F(xiàn)代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化設備。

2、機電一體化在建筑工程中的應用

建筑工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合，可以極大地提高工程機械的各種性能，如動力性、燃油經濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。隨著科學技術的不斷發(fā)展對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機）控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜。

建筑工程施工要求工程機械具有以下性能：生產效率且能量損失小，節(jié)約能源；自動化程度高，施工質量好，精度高；性能穩(wěn)定，工作可靠、安全，使用壽命長；具有較好的經濟性，即高的技術價格比和低的制造與使用成本；操作簡單、輕便，勞動強度低；具有運行狀態(tài)監(jiān)視，故障自診及自動報警功能，能及時準確地指出故障部位，減少停機維修作業(yè)效率，自動化控制技術的發(fā)展為機電一體化技術的發(fā)展注入新的動力。

目前工程機械的電子（微機）控制系統(tǒng)主要用以實現(xiàn)如下功能：

2.1電子監(jiān)控、自動報警及故障自診即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)監(jiān)控，工作中一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，能自動報警并準確地指出故障的部位。提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。智能化自動駕駛，以及監(jiān)控駕駛員的精神狀態(tài)，及時警示，杜絕安全事故的發(fā)生。

2.2節(jié)能降耗，提高生產率。傳統(tǒng)工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃油能量利用率僅為20%左右，如此低的能量利用率迫使工程機械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。

2.3柴油機的控制如電子調速器、電子油門控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置等。

2.4提高作業(yè)精度。為保證成品料的級配精度，現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質量有了較大的提高，路面的平整度可達到0.127mm/3m。采用超聲波技術的自動供料系統(tǒng)，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調節(jié)，進一步提高了攤鋪質量。

推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子（微機）控制，不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，而且也減輕了操作人員的勞動強度。

旋挖鉆機因其施工工藝較為復雜，且在施工過程中對精度要求較高，自動控制功能的實現(xiàn)大大提高施工效率和精度。常見的有兩種功能：鉆桅自動調垂直功能和鉆孔工程中自動回位功能。機械硬件方面，建筑工程機械基本上采用了的通用控制器、儀表，也有些廠家為提高自身競爭力，定制開發(fā)了具有公司特色的控制器、儀表，可謂百家爭鳴，各有各的特色，但殊途同歸，目標一致。

2.5作業(yè)過程的自動化或半自動化。工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產率，并減少因操作者的經驗不足，對作業(yè)精度的影響，或操作不當，對作業(yè)質量的影響，保證工程質量。

3、機電一體化發(fā)展趨勢的分析

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產機電一體化產品的企？，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3 網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育等人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現(xiàn)場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)（computer integrated appliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發(fā)展。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

篇（6）

中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：

前言

現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展帶來了各學科不斷往對方的領域交叉、滲透式發(fā)展的趨向，由此也必將產生一些全新的學科領域，機電一體化技術便是在這樣一個大的學科發(fā)展趨勢下而產生的。機電一體化技術使得工業(yè)設備不再只是純機械的物品，它有效的在機械本體上融合了微電子技術、信息處理技術、檢測傳感技術、自動化技術等等眾多學科技術。通俗的講，機電一體化技術就是一門使得機械設備的操控由“手動”變成“自動”的一門綜合性技術。

一個完善的機電一體化系統(tǒng)應該包括機械結構本體、驅動部分、檢測傳感部分、控制部分等等。在一個追求效益的經濟社會中，機電一體化產品在工業(yè)以及日常生活中的普及應用無疑會極大的解放生產力、提高人類的勞動效率和經濟效益。

一、機電一體化技術的發(fā)展趨勢

在上個世紀七十年代，日本學者率先提出了“機電一體化”一詞，并在大學開設機電一體化專業(yè)。也正是在這一時期，由于計算機技術、自動化技術、通信技術等關聯(lián)學科的深入發(fā)展，機電一體化技術擁有了飛速發(fā)展的基礎。當前，機電一體化技術已經在向新的發(fā)展階段邁進。

1、智能化

智能化就是是機電一體化設備按照預先輸入的控制指令、程序的要求完成相關的動作。機電一體化設備的智能化其實是人類通過計算機控制系統(tǒng)向機電一體化設備發(fā)號施令，說到底這些智能化的設備還是置于人類的控制之下，并不是指他們具備完全自主的人類智能，例如工業(yè)機器人、仿真機器人和數(shù)控機床等。當然，基于產品的實用性，制造智能化的機電一體化設備來代替人類完成危險程度高、復雜困難的工作才是人們對該類機電一體化產品的真正訴求。所以目前來看，無論是基于市場或是技術水平、認知水平的限制，完全擁有人類智能的機器人還不可能出現(xiàn)。

2、模塊化

由于技術的發(fā)展與利益的向導，當前機電一體化產品市場呈現(xiàn)著“百花爭放，百家齊鳴”的局面，眾多企業(yè)、廠家都加入到這一行業(yè)的競爭中來，所以也必然會造成產品兼容性的矛盾。不同廠家制造的機電一體化產品如果沒有很好的兼容性則會給用戶的使用造成很大的不便，也會使得產品的價值大打折扣，如若任其肆意發(fā)展，可以毫不夸張的說，這將最終演變成阻礙機電一體化技術繼續(xù)發(fā)展的重大因素。所以，推進機電一體化技術的模塊化發(fā)展，推廣標準接口在機電一體化產品上的應用，并且制定這方面的國際或國內標準才能有效保證機電一體化技術的持續(xù)發(fā)展，規(guī)范其產品市場。

3、網絡化

信息社會對于人們來說最大的訴求改變便是對便捷性的要求極大的提高，網絡技術作為計算機技術的突出成就可以說為人們的生產生活提供了巨大的便捷，也給政治、軍事、工業(yè)的發(fā)展帶來革命性的機遇，對于機電一體化技術來說同是如此。不難想象，人們日后可以通過家庭網絡將各種家用機電一體化設備連接成以家用計算機為中心的網絡系統(tǒng)，通過方便快捷的操作便可隨時隨地實時控制家用電器的運轉，掌控家里的情況，毫無疑問會給人們帶來最直接的分享高技術的快樂。

4、微型化

微型化簡而言之就是指機電一體化產品向微觀領域的發(fā)展。通常情況下，機電一體化設備給人的印象都是大、重，但是由于微機械技術和超精密加工技術的發(fā)展，使得機電一體化設備有了向微米級甚至納米級發(fā)展的可能。微型化的機電一體化設備在醫(yī)學上有重要的作用。

5、綠色化

當前世界，由于人類活動給自然資源和環(huán)境帶來的嚴重損害已經越來越讓人們嘗到其惡果，環(huán)保問題已經日益被人們所重視，所以綠色化必然是機電一體化產品的發(fā)展趨勢之一。機電一體化產品的綠色化不僅僅是說其能夠做到在使用時不污染生態(tài)環(huán)境、節(jié)約能源，報廢后能回收利用，并且要盡量保證生產、包裝過程中資源的最大程度利用，做到“無死角”的綠色化。同時，綠色環(huán)保也是我國經濟社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的內在要求。

二、機電一體化技術的應用及前景

伴隨著機電一體化技術的日益成熟以及機電一體化概念的普及，相關的機電一體化產品已經越來越多的直接參與到人們的日常生產和生活活動中來。同時，由于市場競爭越來越激烈，利用高新技術進一步改造和提升機電一體化技術和產品，給機電一體化產品創(chuàng)造新的應用前景也是未來市場的必然要求。

1、數(shù)控機床

數(shù)控機床幾十年來的發(fā)展歷程見證了機電一體化技術的變化，也是機電一體化技術給工業(yè)生產力所帶來的極大提升的見證。目前，隨著機電一體化技術的繼續(xù)提升，數(shù)控機床主要朝著高精度、高速度、功能集成化、復合化、網絡化等方向發(fā)展。

（1）高速度、高精度

對于機械制造企業(yè)來說，產品的質量好壞與制作周期無疑是市場競爭力的重要組成因素，而這些都直接取決于機床的加工精度和速度。

數(shù)控機床精度的提升有眾多措施，例如采用滾珠絲杠副、直線滾動導軌、磁浮導軌等部件可在硬件上大大降低機床誤差，或是利用高分辨率的檢測傳感裝置檢查工件位置，然后綜合利用各種誤差補償技術及時糾正工件位置等等。近些年來，普通機床的加工精度已經提升到5um，精密加工中心則提高到1～1.5um，并且超精密加工已經步入了納米級。同時隨著近年來電主軸和直線電機在數(shù)控機床中得到推廣應用，從而也使得數(shù)控機床的高速加工技術不斷發(fā)展，車床、銑床等數(shù)控加工設備的主軸轉速均較以往提升了數(shù)倍，進給加減速度可達到1～2g以上。

（2）功能集成化

傳統(tǒng)的數(shù)控機床大多只能實現(xiàn)零件的單一加工程序，要完成一個完整的零件加工過程需經歷數(shù)個機床合作。而在現(xiàn)代的數(shù)控機床中，自動換刀、自動交換工作臺等裝置已經使得一臺數(shù)控機床能夠集成多臺單一機床的功能，實現(xiàn)工件自動裝卸、自動定位、自動對刀、自動測量并且可進行車、銑、鏜、磨、鉆等等多道工序的一體化完整加工。

（3）復合加工

由于加工技術的限制，往往機械設計師們在設計零部件時不得不考慮種種因素，束手束腳，但是這一問題隨著具有復合加工功能的數(shù)控機床的出現(xiàn)便可迎刃而解。此類復合加工機床通常采用多軸聯(lián)動的方式來最大程度的保證各類新穎、結構獨特的機械零部件加工的實現(xiàn)。

（4）網絡化

網絡化是今后企業(yè)在針對數(shù)控機床進行生產管理的必然趨勢，它使得生產管理者能對生產全程有一個很好的控制，使得遠程編程、遠程操作、遠程監(jiān)控及遠程故障診斷成了可能，極大的有利于企業(yè)生產效益的提升。

2、柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)由統(tǒng)一的控制系統(tǒng)、物料存儲運輸系統(tǒng)、數(shù)控加工設備組成，是計算機化的制造系統(tǒng)。它能根據加工對象的不同選擇合適的數(shù)控機床、機器人、搬運小車等等，并由控制系統(tǒng)進行調配，可完成多種工件的中、小批量生產。

3、快速零件制造技術（RPM）

所謂的快速零件制造技術即是由任意零件的三維模型直接生成實體的技術。由CAD設計出零件三維模型的電子模型，然后根據工藝要求將其按一定厚度進行分層離散化，并產生數(shù)控加工代碼，這樣就可以連續(xù)的加工出離散后的各個二維平面并最終將其堆積成零件的實體模型。RPM不僅僅可以制造任意復雜的零件、在制造過程中無需專用夾具，并且整個過程無需人的參與或較少參與。

三、結語

機電一體化技術的發(fā)展從來沒有停止其向前進的腳步，并且隨著今后各學科技術不斷的發(fā)展，其相互融合所能碰撞的火花必能在機電一體化技術將來的提升上得到進一步彰顯，機電一體化技術的應用范圍也必將會不斷擴大，將會更加深入到人們日常的生產、生活之中去。

篇（7）

機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統(tǒng)技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。

一、機電一體化技術未來的發(fā)展

1.全息系統(tǒng)化 全息系統(tǒng)化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數(shù)學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發(fā)展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數(shù)控機床的智能結合就是一項重要應用。當然，要使機電一體化產品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.微型機電化 在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現(xiàn)機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執(zhí)行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發(fā)展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發(fā)展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢。

3.光機電一體化 光機電一體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢，因為機電一體化系統(tǒng)是由機械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構成的，因此，在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術的先天優(yōu)點，有效地改進機電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

4.產品網絡全球化 計算機網絡技術的興起和飛速發(fā)展帶動了科學技術的巨大發(fā)展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產、經濟被各種網絡連成一片，企業(yè)間的競爭也將出現(xiàn)網絡全球化，一旦研制出機電一體化新產品，只要其質量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網絡的普及，那么只要是關于網絡的各種遠程監(jiān)視和控制技術也就方興未艾，然而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化發(fā)展。

5.產品綠色化 隨著工業(yè)的發(fā)達，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質需求豐富，生活舒適；②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。因為這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然，那么此時，綠色產品的概念也就應運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態(tài)環(huán)境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，應完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設計綠色的機電一體化產品所需要的技術成本很高，但其具有遠大的發(fā)展空間。

二、機電一體化技術的主要應用領域

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術經過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1.總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。

2.開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3.WOP技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4.大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5.能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6.系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。

7.以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經營決策、產品開發(fā)、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四）工業(yè)機器人

第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

結語

隨著機電一體化技術的發(fā)展，各種產品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產品質量和生產效率，縮短開發(fā)新產品的生產準備周期，加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統(tǒng)產業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產品的研發(fā)及高精密等設備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕洕б媾c社會效益。

參 考 文 獻

篇（8）

中圖分類號：B819文獻標識碼： A

一、機電一體化要點概念

針對機電一體化當中有關的重要概念和根本的含義進行分析，是展開一系列后續(xù)作業(yè)的要害點地點。首要，機電一體化技能發(fā)展到今日，已經是逐漸的構成了一套帶有本身特征和特征的科學技能系統(tǒng)。機電一體化系統(tǒng)從系統(tǒng)作業(yè)的視點和觀念動身，綜合性的運用到微電子技能、計算機技能、機械技能、主動操控技能以及接口技能等，對系統(tǒng)內部的信息進行改換；而且保證程序編制的完整性和高質量，根據系統(tǒng)運用和操作的根本性需求，對內部的規(guī)劃進行合理化的裝備；同時，在系統(tǒng)的功用、質量以及能耗等多個重要環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和改善，保證機電一體化運用的是最新的技能手段，終究構成一個全體化的系統(tǒng)商品。因而，在機電一體化當中首要包含的是技能和商品等兩個重要環(huán)節(jié)。機電一體化并不是一個單純性的技能手段，而是將多種技能進行從頭的組合和交融，構成一個全新的技能系統(tǒng)。機電一體化的功用性較強，且當機電一體化技能發(fā)展到必定的期間以后，一些微電子的設備還可以對內部的許多零件和元件進行替代，具有愈加新穎的功用。多見的有：主動的信息數(shù)據處理、主動的操控調理、主動的記載顯現(xiàn)、主動的功用性監(jiān)測以及主動功用確診維護等，以保證機電一體化可以時間處于最好的運轉狀況，而且提高系統(tǒng)作業(yè)之時的效率。

二、機電一體化技術的應用領域

（一） 數(shù)控機床領域

數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術已經有 40 年的發(fā)展歷程，技術難度有顯著提高，無論在結構、功能、操作還是控制精度上。其中總線式、模塊化、緊湊型的結構最具有代表性，這種結構應用多個CPU、多個主總線，結構復雜。此外還有開放性設計，這種設計使硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性，可以大大提高用戶的使用效益。

WOP技術和智能化。根據車間實際作業(yè)狀況，可以通過系統(tǒng)完成編程。同時可以仿真加工過程，并實現(xiàn)在線診斷控制、模糊診斷等智能系統(tǒng)。隨著一體化技術的成熟，如大容量存儲器的出現(xiàn)和軟件的模塊化設置，使數(shù)控功能極大豐富，同時使得 +0+ 系統(tǒng)的控制功能也加強了。

全方位滿足技術要求，比如只有一臺機床的情況下，也可以順利完成多個加工要求，并實現(xiàn)刀具使用檢測、物料流通、機械手等的集成，統(tǒng)一到系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中，分出多級網絡，這樣實現(xiàn)了構成復雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力。這種數(shù)控裝置以單板、單片機作為控制中心，并由專用芯片及模板組成。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）領域

CIMS 的組成并非分散的子系統(tǒng)組合，而是由全局的經過實踐積累的最優(yōu)系統(tǒng)綜合。加強了原有的各部門溝通，圍繞制造，控制“物流”和“信息流”，將經營策劃、產品研發(fā)、制造準備、實驗測試、經營管理進行更好的結合。當集成度越高，就越能夠使各個生產要素間的配置更加合理，使得生產要素的潛力得到更大程度地體現(xiàn)。

（三） 柔性制造系統(tǒng)（FMS）領域

計算機化的制造系統(tǒng)被稱作柔性制造系統(tǒng)，包括計算機、數(shù)控機床、機械手、料盤、搬運車輛和自動化倉庫等。可以依照生產要求，及時、準確地進行生產，這種靈活的生產方式可應用于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（五）鋼鐵領域

在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化體系是以微處理機為中間，把微機、工控機、數(shù)據通訊、顯示裝置、外表等技能有機的結合起來，選用拼裝合并方法，為完成工程大體系的歸納一體化創(chuàng)造有力條件，增強體系操控精度、質量和可靠性。

因為鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和接連化的特色，傳統(tǒng)的操控技能遇到了難以克服的艱難，因而十分有必要選用比如機電一體化的智能操控技能。機電一體化的智能操控技能首要包括專家體系、含糊操控和神經網絡等，其廣泛應用于鋼鐵企業(yè)的產品設計、生產、操控、設備與產品質量確診等各個方面，如高爐操控體系，電爐和連鑄車間，軋鋼體系，煉鋼―――連鑄―――軋鋼歸納調度體系，冷連軋等。目前，攀鋼在智能化操控技能方面首要依托攀鋼研究院和攀鋼技能中間為根底，正在進行“三期”工程建造，并在熱、冷軋薄板、板形在線測探和人工智能操控技能，保護、確診（AI）體系，辦理、操控體系等范疇獲得可喜成績

三、 機電一體化技術的前景展望

根據國內外高新技術分析，機電一體化技術的發(fā)展尤為迅速，一下幾個方面將作為其未來的發(fā)展方向。

（一）智能化

機電一體化與傳統(tǒng)的機械自動化的主要區(qū)別就在于智能化方面，智能更加代表機電一體化的未來方向。隨著中央處理器運作速度的提高和計算機的高性能化，使得嵌入智能控制算法成為了可能，從此機電一體化技術產品向著智能化方向發(fā)展。這種智能機電一體化產品擁有模擬人類智能的功能，可以做出一些判斷推理以及功能決策，以取代制造作業(yè)中部分人的腦力勞動為目的。

（二） 系統(tǒng)化

系統(tǒng)具有任何組態(tài)的功能，隨時分解、組合是系統(tǒng)的特征，系統(tǒng)也正致力實現(xiàn)多子系統(tǒng)互相調和及整合管理。系統(tǒng)的具有較強的通信功能，除了通用的通信方式外，遠程通訊及多系統(tǒng)通信聯(lián)網正在興起，以及其需要的局部網絡正慢慢的被采用。未來，機電一體化產品會越來越考慮人的因素，令機電一體化產品模擬人的智能、甚至情感。或者也可以根據某種生物的良好結構，模擬出生物機體，生物系統(tǒng)化越來越成為其發(fā)展的方向之一。

（三）微型化

微型系統(tǒng)是機電一體化發(fā)展的一個新方向。其高度融入微機械技術、微電子技術和軟件技術。有國外專家稱，微型電子機械的物理體積一般要小于 1 立方厘米，但這并非最終尺寸，正向微米、納米級方向進軍。微機電一體化系統(tǒng)集合占地小、耗能少、運用靈活等特點于一身，更容易進入狹小空間，同時便于精細操作。由此，其在生物、醫(yī)學、航空、工農業(yè)及國防領域，有著廣闊的使用前景。據目前掌握的技術，可根據半導體器件生產過程中的蝕刻方法，在實驗室中完成亞微米級機械零件的制造。

（四） 模塊化

有人說機電一體化產品的模塊化是一項緊迫而艱難的任務。市場上，機電一體化產品的生產廠家很多，統(tǒng)一開發(fā)具有標準機械、電氣、動力、信息接口的機電一體化產品并非易事。制訂統(tǒng)一的標準是前提，這樣才能使各部件、單元匹配成功。機電一體化產品的生產商可以依照標準化產品進行創(chuàng)新，更新?lián)Q代，為自己的不斷擴大再生產奠定基礎。

（五）網絡化

像所有產業(yè)一樣，網絡的出現(xiàn)及發(fā)展對機電一體化技術有著十分重要的影響，使其越來越向著網絡化方向發(fā)展。市場上出現(xiàn)很多種類的機電一體化產品，其面向網絡的方式也不一樣。隨著網絡技術的普及，遠程控制和監(jiān)視技術發(fā)展前景廣闊，其實遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品的一種。

（六） 綠色化

隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，“綠色”產品已成為各產業(yè)所追求的至高目標。這是社會發(fā)展的趨勢，并要求產品的全生命周期，包括設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個過程都要綠色環(huán)保。機電一體化產品的綠色化要求產品的制造過程無污染、無浪費，結束產品生命時可回收利用。

四、 我國發(fā)展“機電一體化”所遇形勢及任務

機電一體化的核心工作有兩方面，其一是改變傳統(tǒng)產業(yè)，應用微電子技術使其達到節(jié)能、低耗，高質、高效的目標，從而引領傳統(tǒng)工業(yè)進一步大發(fā)展；另一方面是促進機電一體化產品的及時更新?lián)Q代，未來的機電產品將集自動化、數(shù)字化、智能化為一身。

結語

綜上所述，目前我國機電一體化已經形成了系統(tǒng)化的技術，其在不同領域的應用也相對比較廣泛，因此，相關的建設單位要加強對于機電一體化技術的研究，將其發(fā)展成集網絡化，智能化，微型化以及綠色化等集一身的技術。促進我國經濟的發(fā)展。

參考文獻

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篇（9）

機電一體化技術應用

目前，機電一體化技術的應用主要有以下方面：第一，數(shù)控機床。在不斷發(fā)展當中，數(shù)控在控制精度、功能、操作以及結構等方面獲得了積極的應用，其發(fā)展逐漸向著模塊化、緊湊化以及總線式方向發(fā)展，且為多主總線、多CPU體系。在開放式設計下，能夠對用戶的應用效益進行最大限度的提升，硬件功能模塊與結構也具有了更好的兼容性以及層次性。為了實現(xiàn)加工的動態(tài)仿真，在系統(tǒng)當中通常具有模糊控制以及在線診斷機制的引入，且大容量存儲器以及模塊化軟件的應用，不僅對于數(shù)控功能而言是一種積極的豐富，且能夠有效提升系統(tǒng)控制功能；第二，工業(yè)機器人。在以往機器人應用中，其僅僅在示教內容方面能夠實現(xiàn)簡單的運動，而在面對不同作業(yè)對象以及工作環(huán)境的情況下，其在具體靈活性以及適應性方面則存在著一定的不足。而在技術不斷發(fā)展過程中，第二代機器人當中已經具有了較多的傳感元件，在實際工作當中，將對操作對象以及作業(yè)環(huán)境實現(xiàn)簡單的信息獲取、處理分析，在作出相應判斷的基礎上實現(xiàn)動作控制。現(xiàn)代機器人則具有了更多的感知功能，對復雜的邏輯思維進行處理，且能夠在不同環(huán)境當中獨立行動；第三，分布式控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，即由中央計算機實現(xiàn)智能控制單元以及測控計算機的控制指揮，通常情況下，其可以分為二級或更高級別，能夠有效實現(xiàn)具體生產當中監(jiān)視、管理、集中操作以及分散控制等功能。在測控技術不斷發(fā)展的情況下，分布式控制系統(tǒng)也在此過程當中具有了更為強大的功能，不僅能夠實時控制生產過程，且能夠對生產進行在線優(yōu)化、實時調度以及計劃統(tǒng)計管理等功能，是一種集測控管理于一體的綜合式系統(tǒng)。應用特點方面，具有著較高的可靠性、便于維護、控制功能多且可擴展。此外，該系統(tǒng)也具有聯(lián)鎖保護功能，通過人工手動控制方式的應用進一步提升系統(tǒng)運行的可靠性。

篇（10）

中圖分類號：TG553 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0267-01

一、機電一體化技術的概述

所謂的機電一體化具體是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能以及控制功能上引進電子技術，從而將機械裝置與電子技術結合起來的系統(tǒng)總稱?！皺C電一體化”不是技術的簡單組合與拼湊，而是機械技術、計算機技術、微電子技術、信息技術以及電力電子技術等有機融合成的一種綜合性技術。機電一體化技術的應用與發(fā)展，使我國工業(yè)生產由“機械電氣化”向“機電一體化”邁進，對我國機械工業(yè)的發(fā)展意義重大。

機電一體化在當前已是一門新型的學科，它有著自身獨特的一套體系，在機械業(yè)發(fā)揮著至關重要的作用，隨著科學技術的飛速發(fā)展，機電一體化還將被賦予新的發(fā)展內容。從整體上看，機電一體化包含了技術與產品兩個方面，它是許多技術的有機融合，它與機械電氣化存在本質上的區(qū)別。機械工程技術經過不斷的發(fā)展，走向了機械電氣化，但是說到底還是屬于傳統(tǒng)機械的范疇，其主要的功能依然是代替與放大的體力。而機電一體化中的微電子裝置除了具備機械電氣化的功能外，還具有一些新型的功能，像能夠實現(xiàn)自動監(jiān)測、自動調節(jié)以及自動控制等。從某種程度上講，由機電一體化所生產的產品不僅是人的手與肢體的延伸，而且更多涉及人的感官與大腦，具備智能化的特征。

二、機電一體化的應用

1、數(shù)控機床中機電一體化技術的應用

我國的數(shù)控機床經過了50多年的發(fā)展，無論是其構造、功能，還是其操作精度都體現(xiàn)了機電一體化帶來的顯著效果。機電一體化在數(shù)控機床上的引進，能夠使得數(shù)控機床的性能更加多樣化，在操作的過程中能夠實現(xiàn)一次裝夾、多過程控制，而且能夠同時完成很多項任務，同時搬運更多的物料，使得整個機械控制全部集成起來。數(shù)控機床軟件的模塊化，將有助于機械行業(yè)實現(xiàn)數(shù)控編程，從很大程度上提高了工業(yè)的機械化水平。

2、工業(yè)機器人中機電一體化技術的應用

工業(yè)機器人中機電一體化的應用并非一蹴而就，而是經歷了一個長期的發(fā)展過程，這一過程可以分為三個階段。第一階段中工業(yè)機器人對其作業(yè)的環(huán)境與對象還不是完全適應，在作業(yè)過程中主要是按照某一示教重復做某一動作。第二階段中，工業(yè)機器人對作業(yè)的環(huán)境有了一定的了解，而且此階段工業(yè)機器人的傳感元件有了進步，在作業(yè)中能夠簡單的獲取一些作業(yè)信息，經過計算機處理與分析后，通過反饋信息控制動作方式，這一階段的機器人已具備了較低的智能。第三階段的工業(yè)機器人則完全向智能化機器人方向邁進，它不僅具有人的一些思維，能在作業(yè)過程中進行簡單的判斷與決策，而且具有較強的環(huán)境適應能力，行動上也表現(xiàn)的相對獨立。

3、計算機集成與制造系統(tǒng)中機電一體化技術的應用

計算機集成與制造系統(tǒng)（CIMS）中應用機電一體化技術在當前已十分普遍，通過機電一體化技術的應用，能夠將各分散的系統(tǒng)進行優(yōu)化組合，進而實現(xiàn)全程的動態(tài)監(jiān)視。實踐證明，計算機集成與制造系統(tǒng)中機電一體化技術的應用，一方面能夠突破傳統(tǒng)時代中各生產部門隔絕的狀態(tài)，另一方面能夠使得各生產環(huán)節(jié)系統(tǒng)化，規(guī)范化，更有利于生產作業(yè)的開展。機電一體化的應用，能夠使得計算機集成制造系統(tǒng)實現(xiàn)由產品研發(fā)、實驗設計以及生產經營等全過程的動態(tài)控制，各個環(huán)節(jié)的生產要素也將得到優(yōu)化配置，各要素的潛力也將得到最大限度的發(fā)揮。

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

1、網絡化

進入新時期，網絡技術的發(fā)展速度十分驚人，它的發(fā)展與應用對機電一體化有著重要的影響，將網絡技術引入機械行業(yè)的發(fā)展進程中，有助于機械行業(yè)朝著網絡化的方向發(fā)展。機電一體化所涉及的產品種類多，面向網絡的方式也各不相同，隨著網絡的普及與網絡遠程技術、網絡控制技術的發(fā)展，網絡在機電行業(yè)中的應用將會越來越廣泛。目前看來，局域網與現(xiàn)場總線技術的發(fā)展使電器網絡化已成為一種發(fā)展趨勢，很多家庭會利用家庭網絡而將家中的各種家用電器連接成以計算機為中心的集成系統(tǒng)，使人們享受高科技帶來的便利。

2、智能化

智能化也稱信息系統(tǒng)化，是未來幾十年機械行業(yè)發(fā)展的重點方向，同時也是機電一體化與傳統(tǒng)機械的最主要區(qū)別。隨著網絡信息技術、網絡控制技術以及網絡監(jiān)測技術的發(fā)展，機電一體化必將朝著更智能的方向邁進，所生產的機電產品也將具有更多的智能，能夠具有簡單的判斷力與決策能力，在一些生產勞動中能夠取代人類的體力勞動，減輕人類的負擔。工業(yè)機器人就是其中最重要的例子，它的出現(xiàn)能夠從一定程度上模擬人的思維能力，具備人的意識，從而使得工業(yè)行業(yè)達到更高的控制目標。

3、模塊化

模塊化是機電一體化將來發(fā)展的一個重要趨勢，由于機電一體化產品的種類與生產廠家的繁多，使得機電一體化的模塊化成為一項復雜、艱巨的過程。要想真正實現(xiàn)機電一體化的模塊化，我們就應該利用標準的單元迅速開發(fā)新產品，并不斷的擴大生產規(guī)模。產品的開發(fā)與規(guī)模的擴大必須有各項制度做依據，嚴格規(guī)范操作流程，在實現(xiàn)機電一體化的過程中，保證產品的質量。機電產品的系列化與標準化，必然會對機電行業(yè)帶來巨大的收益，因此我們可以斷定無論是生產機電一體化產品的企業(yè)還是生產標準機電一體化單元的企業(yè)，模塊化的發(fā)展方向必將給機電企業(yè)帶來更廣闊的市場。

四、結語

我國當前正處于戰(zhàn)略結構調整的關鍵期，傳統(tǒng)的機械設計已不能適應時展的需要了，必須進行改革與創(chuàng)新。而機電一體化是多學科融合的結晶，為我國振興機電工業(yè)注入了新鮮血液，隨著科學技術的不斷發(fā)展，機電一體化的發(fā)展前景將會越來越廣闊。

參考文獻