導(dǎo)語(yǔ)：現(xiàn)代物理與機(jī)械自動(dòng)化融合途徑一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著科技的日益發(fā)展，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)入了高速發(fā)展階段，機(jī)械自動(dòng)化在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，能夠改進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)流程，優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)工藝，顯著提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，有效推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展。在機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，現(xiàn)代物理提供了強(qiáng)有力的支撐，正是有了現(xiàn)代物理的帶動(dòng)，機(jī)械自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展前景無(wú)比廣闊，不斷促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。文章首先對(duì)現(xiàn)代物理進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，然后指出現(xiàn)代物理在機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展中發(fā)揮的重要作用，最后對(duì)現(xiàn)代物理和機(jī)械自動(dòng)化的具體融合途徑進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代物理；機(jī)械自動(dòng)化；融合途徑

目前人類(lèi)已逐步進(jìn)入第四次工業(yè)革命時(shí)期，我國(guó)工業(yè)行業(yè)也獲得了很大的發(fā)展，提出了智能制造2025，從而更好地推動(dòng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的蓬勃發(fā)展。通過(guò)實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，可有效保障機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量與精度，為企業(yè)帶來(lái)更大化的經(jīng)濟(jì)效益。然而我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化方面與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，依然存在一些差距，特別是高精尖技術(shù)方面。這就需要我國(guó)研究人員注重對(duì)現(xiàn)代物理的研究，深入分析現(xiàn)代物理和機(jī)械自動(dòng)化的融合，以此來(lái)不斷強(qiáng)化機(jī)械自動(dòng)化水平，更好地縮小與國(guó)外之間的差距，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1現(xiàn)代物理概述

通常來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代物理主要指20世紀(jì)初開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的物理學(xué)，涉及相對(duì)論、原子與原子核物理學(xué)、量子力學(xué)、粒子物理學(xué)等，屬于物理學(xué)中必不可少的一部分?，F(xiàn)代物理徹底改變了人類(lèi)之前的時(shí)空觀，對(duì)這個(gè)世界產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)，并在極大程度上改變了大眾的生活方式。如今，現(xiàn)代物理得到迅速發(fā)展，但依然是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，其發(fā)展依然是促進(jìn)整個(gè)自然科學(xué)不斷進(jìn)步的最為關(guān)鍵的動(dòng)力之一，也推動(dòng)著機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展。在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展得到不斷完善，逐漸建立了熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、麥克斯韋電磁理論，讓經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到了頂峰?；诮?jīng)典物理學(xué)，很多科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了諸多經(jīng)典物理學(xué)不能解釋的事實(shí)，包括電子、X射線與放射性現(xiàn)象、“以太漂移”的“零結(jié)果”、黑體輻射的“紫外災(zāi)難”等，這些現(xiàn)象引起了物理學(xué)的一場(chǎng)巨大革命。在這一背景下，科學(xué)家創(chuàng)立了相對(duì)論、量子力學(xué)，就此現(xiàn)代物理誕生了。根據(jù)研究的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)與實(shí)際研究對(duì)象，可將物理學(xué)分成力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)等。當(dāng)前，人們更加深入地認(rèn)識(shí)了物理現(xiàn)象，部分物理學(xué)的分支學(xué)科逐步發(fā)展成獨(dú)立的學(xué)科，包括力學(xué)、氣象學(xué)等。同時(shí)，現(xiàn)代物理通過(guò)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更加深入地研究了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與特性，獲得了普遍規(guī)律與結(jié)論，為其他基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展提供了有力的支持，也分化出了諸多尖端科學(xué)技術(shù)，包括激光、半導(dǎo)體及超導(dǎo)體等，還在很大程度上推動(dòng)著信息科學(xué)、材料科學(xué)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

2機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展中現(xiàn)代物理發(fā)揮的重要作用

現(xiàn)代物理的不斷發(fā)展，推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的前沿新領(lǐng)域的發(fā)展，即物理學(xué)的發(fā)展是其他科學(xué)和絕大多數(shù)技術(shù)的重要前提和基礎(chǔ)條件，物理學(xué)是人類(lèi)在探索未知世界的求知欲、好奇心的驅(qū)動(dòng)下構(gòu)建起來(lái)的?，F(xiàn)代物理學(xué)理論的不斷發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)科技的發(fā)展與自然科學(xué)的進(jìn)步，并推動(dòng)眾多工業(yè)技術(shù)新領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，如高溫超導(dǎo)性的開(kāi)發(fā)。同時(shí)，現(xiàn)代物理的進(jìn)一步發(fā)展，為機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展提供了新的研究方向，如：基于核磁共振現(xiàn)象，人們研發(fā)出了核磁共振成像技術(shù)；基于量子隧道效應(yīng)，人們研發(fā)出了掃描隧道顯微鏡。另外，基于現(xiàn)代物理學(xué)，人們研發(fā)出了納米材料、傳感器技術(shù)、PVC材料等先進(jìn)技術(shù)與新型材料，這些新材料和新技術(shù)為機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展提供了極大的動(dòng)力。

3現(xiàn)代物理和機(jī)械自動(dòng)化的具體融合途徑

3.1光機(jī)電技術(shù)的融合

機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成部分主要有能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)。隨著現(xiàn)代物理的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化中開(kāi)始廣泛應(yīng)用光學(xué)技術(shù)，這就在極大程度上改進(jìn)了能源系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感系統(tǒng)及信息處理系統(tǒng)?；诂F(xiàn)代物理的量子力學(xué)等理念，為光學(xué)材料與光學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了有力的支撐，這就有效促進(jìn)了光機(jī)電技術(shù)的發(fā)展。就光機(jī)電技術(shù)而言，其包括機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)及伺服傳動(dòng)技術(shù)。其中機(jī)械技術(shù)是光機(jī)電技術(shù)的基礎(chǔ)，借助該技術(shù)，能夠進(jìn)一步改進(jìn)機(jī)械設(shè)備的性能、材料及結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)減小重量、縮小體積、提高剛度等方面的要求；計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)又包括專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，這些都為機(jī)械自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了有力的支撐；自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的定位控制、自適應(yīng)控制、自動(dòng)診斷校正等功效；傳感檢測(cè)技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)，只有不斷增強(qiáng)傳感檢測(cè)技術(shù)的功能，才能夠提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度；伺服傳動(dòng)技術(shù)涉及電動(dòng)、液壓等多種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置，直接影響到機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的控制質(zhì)量、動(dòng)態(tài)性能等。

3.2柔性自動(dòng)化技術(shù)的融合

隨著現(xiàn)代物理的進(jìn)一步發(fā)展，人們研發(fā)出了更多的新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品，這就促進(jìn)了機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的不斷更新發(fā)展，尤其是機(jī)械自動(dòng)化加工設(shè)備，對(duì)柔性也有著更高的要求，推動(dòng)著機(jī)械自動(dòng)化朝著柔性化方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，通過(guò)各種現(xiàn)代物理理論的應(yīng)用，為機(jī)械自動(dòng)化的柔性發(fā)展提供了必要的技術(shù)與理論支持，通過(guò)柔性技術(shù)（數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等）與機(jī)械工程的有效融合，可顯著提高機(jī)械生產(chǎn)效率，并更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)械作業(yè)的工業(yè)化發(fā)展目標(biāo)。以鏈條式流水線中機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用為例，基于現(xiàn)代物理理論，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步精簡(jiǎn)，代替了重復(fù)的勞動(dòng)力，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息收集與處理功能，有效監(jiān)控了整個(gè)生產(chǎn)流程，代替了低級(jí)的管理職能。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，操作人員只需通過(guò)軟件向機(jī)械開(kāi)關(guān)或是機(jī)械手傳遞命令，就可按照操作人員的意志開(kāi)展操作，從而代替大量重復(fù)性工作，節(jié)約人工成本，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了多種不同零件的高精度生產(chǎn)加工。

3.3智能化的融合

通過(guò)有機(jī)融合現(xiàn)代物理和機(jī)械自動(dòng)化，可進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，基于現(xiàn)代物理的相關(guān)力理論，可不斷完善和優(yōu)化各種算法與計(jì)算機(jī)技術(shù)等，從而顯著提高機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的智能化程度，讓設(shè)備能夠以人類(lèi)的思維進(jìn)行自主思考和操作，可以代替一些重復(fù)、危險(xiǎn)的生產(chǎn)工作，最終大幅度提高生產(chǎn)效率，顯著降低人力資源成本的投入。例如：在核電站反應(yīng)堆的運(yùn)行中，可借助自動(dòng)化系統(tǒng)替代人工工作，即操作人員通過(guò)向由抗輻射材料制造而成的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備發(fā)送相關(guān)編程指令，設(shè)備就能夠按照這一指令進(jìn)行停堆或是換芯等工作，從而有效保障了操作人員的安全。又如：通過(guò)量子力學(xué)的疊加原理，人們研發(fā)出了智能機(jī)器人，借助量子搜索算法，可以控制機(jī)器人的行進(jìn)方向。

3.4綠色生產(chǎn)的融合

隨著全球資源日益緊缺，環(huán)境惡化程度不斷加劇，世界各國(guó)開(kāi)始關(guān)注機(jī)械自動(dòng)化的綠色化發(fā)展。尤其是對(duì)于我國(guó)而言，當(dāng)前面臨著巨大的人口壓力，為能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)，更要注重機(jī)械自動(dòng)化的綠色化生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)。為此，應(yīng)深入分析和研究現(xiàn)代物理理論，大力研發(fā)新的綠色技術(shù)與綠色環(huán)保材料，然后將這些新技術(shù)、新材料有效應(yīng)用到機(jī)械自動(dòng)化中，促進(jìn)現(xiàn)代物理和機(jī)械自動(dòng)化的深度融合，達(dá)到綠色化制造的目的。如：通過(guò)對(duì)EDA技術(shù)與加工技術(shù)進(jìn)行充分利用，可在極大程度上縮短機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，借助智能仿真技術(shù)來(lái)開(kāi)展機(jī)械產(chǎn)品的仿真與設(shè)計(jì)，既能夠有效提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，又能夠節(jié)省能源消耗，進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)發(fā)展。

3.5全球信息化的融合

在經(jīng)濟(jì)全球化與世界經(jīng)濟(jì)一體化背景下，通過(guò)有效融合現(xiàn)代物理與機(jī)械自動(dòng)化，能夠促使機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域朝著全球設(shè)計(jì)與制造、全球采購(gòu)與配套的方向發(fā)展，隨著全球化的不斷發(fā)展，必然會(huì)帶動(dòng)信息等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，從而為機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域提供更加全面的信息，有效提高現(xiàn)代化信息技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的應(yīng)用水平。

3.6半導(dǎo)體的融合

半導(dǎo)體制造是高端制造中信息化程度最高的代表，對(duì)其工藝的精密性方面具有很高的要求，對(duì)自動(dòng)化的要求也比較高。當(dāng)前5G、汽車(chē)電子、人工智能等領(lǐng)域迅速發(fā)展，先進(jìn)封裝、MiniLED芯片等半導(dǎo)體需求日益增長(zhǎng)?；谶@一背景，我國(guó)通過(guò)有效融合現(xiàn)代物理（凝聚態(tài)物理學(xué)等）和機(jī)械自動(dòng)化，加大對(duì)半導(dǎo)體制程設(shè)備技術(shù)的研發(fā)力度，并成功研發(fā)了全球第一家砷化鎵產(chǎn)業(yè)，在極大程度上促進(jìn)了晶圓制造市場(chǎng)的發(fā)展。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代物理是所有自然科學(xué)發(fā)展與進(jìn)步的重要基礎(chǔ)，要想促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化水平的不斷提升，就必須注重對(duì)現(xiàn)代物理的研究與分析，通過(guò)將現(xiàn)代物理中的量子力學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)等先進(jìn)理論與機(jī)械自動(dòng)化相融合，以此來(lái)顯著提高機(jī)械領(lǐng)域的自動(dòng)化水平，大幅度提高生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，為機(jī)械行業(yè)創(chuàng)造更大化的效益，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)建設(shè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟繁卿,蔡金燕,孟亞峰,等.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展研究[J].飛航導(dǎo)彈,2017(8):38-42.

[2]劉春平,馬曉明,張志利.工業(yè)智能機(jī)器人自定位信息采集精度控制仿真[J].計(jì)算機(jī)仿真,2019,36(8):320-324.

[3]朱泊霖.物理基礎(chǔ)知識(shí)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)和應(yīng)用[J].環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào),2017(36):135.

[4]丁哲,石發(fā)展,杜江峰.基于金剛石量子傳感的納米磁成像及凝聚態(tài)物理應(yīng)用[J].物理,2020,49(6):359-372.

作者：宗磊 單位：上饒幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校