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摘要：現(xiàn)代科學技術飛速發(fā)展，我國的工業(yè)化水平不斷提升，人們進入到了工業(yè)4.0時代。在工業(yè)革命背景下，智能技術的應用越來越普遍，本文將具體探討工業(yè)4.0時代下機電一體化的智能發(fā)展，希望能為相關人士提供一些參考。

關鍵詞：工業(yè)4.0時代；機電一體化；智能發(fā)展

工業(yè)4.0由德國政府提出，是德國2020年高技術戰(zhàn)略之一，由教育部和經(jīng)濟技術開發(fā)部門聯(lián)合自主，投資超過了兩億元。工業(yè)4.0立足制造行業(yè)，以促進制造行業(yè)發(fā)展作為最終目標，以期構建智慧工廠，提高制造行業(yè)的適應性，實現(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，需要構建現(xiàn)代化的物聯(lián)信息系統(tǒng)，將產(chǎn)品供應、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，必須將著眼點放在智能技術上，構建數(shù)字化的工業(yè)生產(chǎn)模式。

1相關理論概述

1）機電一體化技術概述。所謂的機電一體化，就是應用電子技術對機械結構功能進行優(yōu)化調整的系統(tǒng)。在機電一體化過程中，現(xiàn)代電子技術占據(jù)著至為重要的地位。機電一體化實現(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、信息處理結構、驅動結構等；軟件系統(tǒng)則包含各類軟件[1]。在機電一體化系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)發(fā)揮基礎性作用，傳感器可以對信息數(shù)據(jù)進行收集、傳送和轉換，發(fā)揮非接觸檢測技術的重要性。信息處理結構對數(shù)據(jù)進行集中處理，按照既定程序發(fā)送指令，最終實現(xiàn)了機電一體化的正常運轉。2）智能控制系統(tǒng)概述。智能控制系統(tǒng)以智能技術作為依托，在智能技術的作用下，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：分級控制系統(tǒng)、學習控制系統(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。以分級控制系統(tǒng)為例，分級控制系統(tǒng)可以對外部工作環(huán)境進行自適應，協(xié)調組織各項工作。以學習控制系統(tǒng)為例，學習控制系統(tǒng)可以對內部結構進行認識和調整，高效接收轉化數(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、客體技術，完成各項指令。

2工業(yè)4.0時代下機電一體化的智能發(fā)展

1）建構模型。在工業(yè)4.0時代下推動機電一體化的智能發(fā)展，應該對模型進行建構。信息處理模型至為關鍵，可以對數(shù)據(jù)信息進行整合處理。為了優(yōu)化模型，需要協(xié)調認知系統(tǒng)和費認知系統(tǒng)，推動職能系統(tǒng)升級。機電一體化系統(tǒng)和智能系統(tǒng)呈現(xiàn)出加大的差異性，后者的認知性更強。認知處理不會對反應是耦合造成影響，可以和其達到良性共存。技術人員可以采用行為控制三層模型：第一層模型為認知調節(jié)目標，目標管理作為中心[2]；第二層模型為關聯(lián)調節(jié)模型，可以對激勵信號進行反射；第三層模型為非認知調節(jié)模型，可以實現(xiàn)連續(xù)驅動。在內外部發(fā)生同時變化時，三層模型不會受到過多影響，認知數(shù)據(jù)處理的功能有所拓展，學習過程即信息收集的過程。認知信息處理參考模型應當具有智能性特征，要主動嵌入到外部環(huán)境之中，使內部表達和周圍環(huán)境相適應。為了獲得綜合信息處理的能力，可以對模型進行層次劃分，讓最高層為認知調節(jié)層，最低層為非認知調節(jié)層。2）網(wǎng)絡系統(tǒng)。在構建智能技術系統(tǒng)時，需要采用兩種結構形式：第一種為智能子系統(tǒng)；第二種為組群結構，即智能網(wǎng)絡化系統(tǒng)。智能子系統(tǒng)包括基本系統(tǒng)、執(zhí)行器、傳感器三個組成部分，組群結構包括信息處理、認知調節(jié)、關聯(lián)調節(jié)和非認知調節(jié)等。以農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)為例，在開展大型農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)時，需要對子系統(tǒng)進行功能劃分，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，因此要應用網(wǎng)絡實現(xiàn)子系統(tǒng)的聯(lián)結，促進子系統(tǒng)的通信協(xié)調。網(wǎng)絡系統(tǒng)的功能通過子系統(tǒng)功能得到呈現(xiàn)，技術人員要改變子系統(tǒng)的動態(tài)，應用云計算技術和嵌入式技術。美國學者提供了網(wǎng)絡系統(tǒng)構建的經(jīng)驗，技術人員可以應用現(xiàn)代科技形成CPS系統(tǒng)，取代原有的自動化系統(tǒng)。3）智能系統(tǒng)。在提出工業(yè)4.0后，德國學者便開展了科技研究，形成了前沿技術創(chuàng)新集群，對智能技術進行了開發(fā)。在智能技術開發(fā)過程中，需構建三種類型的項目：第一種是平臺項目，要尋找最優(yōu)智能控制系統(tǒng)，集成人機交互和智能網(wǎng)絡；第二是創(chuàng)新項目，要開發(fā)智能子系統(tǒng)，解決網(wǎng)絡互通問題；第三是可持續(xù)項目，要確保智能技術開發(fā)的持續(xù)性，利用政府支持政策[3]。德國公司采用了即插即生產(chǎn)的智能化網(wǎng)絡技術，形成了智能自適應生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了模塊化設計。這一網(wǎng)絡技術具有自配置的功能，無需應用工程工具，保證了工作任務的高效完成。我國可以借鑒德國公司的技術經(jīng)驗，打造特色化的機電一體化智能系統(tǒng)。

3結束語

綜上所述，在工業(yè)4.0時代下，必須利用現(xiàn)代科學技術，推動機電一體化的智能發(fā)展。

參考文獻：

[1]華愛琴.關于企業(yè)智能制造中機電一體化技術的發(fā)展分析與應用探討[J].時代農(nóng)機,2016,43(9):51-52.

[2]繆學勤.工業(yè)4.0推動機電一體化走向智能技術系統(tǒng)[J].自動化儀表,2016,37(1):1-5+8.

[3]朱國紅.試論機電一體化技術在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應用[J].職業(yè),2012(17):90.

作者:喻欣 徐江華 單位:江西省機械工業(yè)情報所