机电一体化概论 第2章.ppt

在商品经济的环境中，在商品经济的环境中，市场对产品的需求是生产的最大市场对产品的需求是生产的最大 动力动力 。 消费者对产品的品种、功能、质量等方面的要求越来消费者对产品的品种、功能、质量等方面的要求越来 越高。越高。 生产厂家要以最短的研制周期、最低的生产成本来生产生产厂家要以最短的研制周期、最低的生产成本来生产 产品，以确保其在市场竞争中的有利地位。产品，以确保其在市场竞争中的有利地位。 机电一体化技术的出现和发展是与这样的市场经济环境机电一体化技术的出现和发展是与这样的市场经济环境 紧密相关的，主要受到下列因素的影响：紧密相关的，主要受到下列因素的影响： 1某些产品的功能开发受到制约某些产品的功能开发受到制约 某些传统的机械产品或以某些传统的机械产品或以机械功能为主机械功能为主 的产品（如的产品（如 机床机床 、手表、照相机、手表、照相机 等），其功能开发已达到较高的水平，如等），其功能开发已达到较高的水平，如 果继续单纯在机械学领域中进行功能的进一步开发已经比果继续单纯在机械学领域中进行功能的进一步开发已经比 较困难。较困难。 因此，因此， 引入电子技术引入电子技术 对这些产品进行功能开发，可以使对这些产品进行功能开发，可以使 这些产品具有这些产品具有 更多的功能更多的功能 或或更好的性能更好的性能 ，以满足用户对高，以满足用户对高 性能产品的需要。性能产品的需要。 2缩短产品研制周期，提高产品质量缩短产品研制周期，提高产品质量 传统的用传统的用 手工绘图手工绘图 、靠图纸组织整个生产过程的技术管、靠图纸组织整个生产过程的技术管 理模式造成新产品研制周期长、产品质量不易提高，已不理模式造成新产品研制周期长、产品质量不易提高，已不 能满足日益激烈的市场竞争的需要。能满足日益激烈的市场竞争的需要。 3针对多品种、中小批量产品的生产针对多品种、中小批量产品的生产 在机械制造行业中，大批量生产的产品只占在机械制造行业中，大批量生产的产品只占1525， 而而中小批量生产中小批量生产 的产品则占的产品则占 7585。 由于中小批量产品不适于传统的由于中小批量产品不适于传统的自动生产线自动生产线 加工制造，加工制造， 因此其生产效率较低，产品成本较高。因此其生产效率较低，产品成本较高。 4动态多变的市场环境需要动态多变的市场环境需要 近二十年来，传统的相对稳定的市场已变为动态多变的近二十年来，传统的相对稳定的市场已变为动态多变的 市场，其主要特点是：市场，其主要特点是： （1）产品生命周期缩短，产品更新加快；）产品生命周期缩短，产品更新加快； （2）产品品种增加，批量减少；）产品品种增加，批量减少； （3）产品的质量、价格和交货期日益受到重视。）产品的质量、价格和交货期日益受到重视。 为适应这样的市场特点，制造企业必须以实现多品种、为适应这样的市场特点，制造企业必须以实现多品种、 小批量、低成本、高质量和缩短交货期为企业生产管理的小批量、低成本、高质量和缩短交货期为企业生产管理的 目标。目标。 二、科学技术发展的必然结果二、科学技术发展的必然结果 1.科学的发展使得一门学科不可能孤立地存在科学的发展使得一门学科不可能孤立地存在 十五世纪下半叶，近代科学开始兴起，天文学、力学、十五世纪下半叶，近代科学开始兴起，天文学、力学、 物理学、化学、生物学等学科从物理学、化学、生物学等学科从混为一体的哲学混为一体的哲学 中分离出中分离出 来，得到迅速发展。来，得到迅速发展。 这时，自然科学处于初期阶段，研究自然界主要采用这时，自然科学处于初期阶段，研究自然界主要采用分分 化化方法，即把方法，即把 事物分成各个独立的部分事物分成各个独立的部分，分门别类地、孤，分门别类地、孤 立地进行考察。这种研究方法当时自然科学的发展是必要立地进行考察。这种研究方法当时自然科学的发展是必要 的，并且起到积极的作用。的，并且起到积极的作用。 二十世纪三十年代以来，自然科学向二十世纪三十年代以来，自然科学向宏观宏观 和和微观微观 两个方两个方 面纵深发展，面纵深发展， 科学分化科学分化 越来越细，而越来越细，而 科学综合科学综合 又越来越显又越来越显 著。科学技术发展到一个新的更高级的阶段。著。科学技术发展到一个新的更高级的阶段。 这样，不仅揭示了事物之间这样，不仅揭示了事物之间纵向联系纵向联系 ，而且揭示了事物，而且揭示了事物 之间的之间的 横向联系横向联系 。现在，人类已经进入了以系统论、信息。现在，人类已经进入了以系统论、信息 论、控制论等现代科学方法来揭示自然界的时代，论、控制论等现代科学方法来揭示自然界的时代，某一学某一学 科完全孤立于其它学科几乎是不可能的事情科完全孤立于其它学科几乎是不可能的事情。 一、技术上趋向更多学科交叉一、技术上趋向更多学科交叉 首先，机电一体化技术应该与首先，机电一体化技术应该与生产工艺生产工艺 相结合。相结合。 其次，机电一体化技术应该与其次，机电一体化技术应该与管理科学管理科学 相结合相结合 客观地说，只要适应市场需要和技术发展需要，机电一客观地说，只要适应市场需要和技术发展需要，机电一 体化技术扩展到体化技术扩展到 更多学科更多学科 的交叉和结合是合理的。的交叉和结合是合理的。 二、思想方法上注重整体性二、思想方法上注重整体性 所谓整体性是一种所谓整体性是一种系统思想系统思想 ，整体性主张人们，整体性主张人们不要不要 把一把一 个系统分解成许多个系统分解成许多孤立的部分孤立的部分 ，然后把这些部分，然后把这些部分机械地相机械地相 加加。 整体性要求整体性要求 把系统作为有机整体来考察，把系统作为有机整体来考察，从从整体与部分整体与部分 、部分与部分、部分与部分 之间相互依赖、相互结合、相互制约的关系之间相互依赖、相互结合、相互制约的关系 中揭示系统的特征和运动规律。中揭示系统的特征和运动规律。 三、思想观念要更新三、思想观念要更新 1实用性第一实用性第一 机电一体化技术本身是一项机电一体化技术本身是一项实用技术实用技术 ，在应用中主要以，在应用中主要以 其应用效果为评判的依据，而不过多地强调理论的系统性其应用效果为评判的依据，而不过多地强调理论的系统性 和高深程度。和高深程度。 2拿来主义拿来主义 机电一体化技术的一个特点是本身基本机电一体化技术的一个特点是本身基本没有基础理论没有基础理论 ， 主要通过合理运用其它学科成熟的理论、技术或元器件，主要通过合理运用其它学科成熟的理论、技术或元器件， 组成新的产品或制造系统。组成新的产品或制造系统。 3信息化概念信息化概念 机电一体化技术是在系统理论基础上建立起来的应用学机电一体化技术是在系统理论基础上建立起来的应用学 科。科。 系统理论系统理论 解决问题时，解决问题时， 把任何通讯系统和控制系统看作把任何通讯系统和控制系统看作 一个信息的传输、加工处理系统一个信息的传输、加工处理系统，认为正是由于系统内部，认为正是由于系统内部 存在的信息流才使系统维持正常的、有目的性的运动，进存在的信息流才使系统维持正常的、有目的性的运动，进 而把而把 任何实践活动简化为三股流任何实践活动简化为三股流：人流、物流、信息流。：人流、物流、信息流。 其中其中 信息流起着支配的作用信息流起着支配的作用，它调节着人流和物流的数量，它调节着人流和物流的数量 、方向、速度、目标，、方向、速度、目标，驾驭人和物作有目的、有规则的运驾驭人和物作有目的、有规则的运 动动。 5市场决定一切市场决定一切 机电一体化产品和制造系统的使用效果如何，最终取决机电一体化产品和制造系统的使用效果如何，最终取决 于在市场中的地位和处境。于在市场中的地位和处境。 但市场也不是一成不变的，市场实际上包括但市场也不是一成不变的，市场实际上包括成熟市场成熟市场 和和潜潜 在市场在市场 ： 四、知识结构要广度与深度结合四、知识结构要广度与深度结合 毫无疑问，从事机电一体化技术的人员必须具有较宽的毫无疑问，从事机电一体化技术的人员必须具有较宽的 专业知识面。专业知识面。 但是，如果但是，如果 没有没有 在某一技术方面在某一技术方面 从事较深入研究工作的从事较深入研究工作的 经历经历 ，他对工程技术的规律和研究开发工作的特点，他对工程技术的规律和研究开发工作的特点很难有很难有 深刻认识和理解深刻认识和理解 ，对研究开发工作的困难，对研究开发工作的困难估计不足估计不足 ，对出，对出 现的复杂情况不能现的复杂情况不能妥善处理妥善处理 。 因此，要提倡因此，要提倡 知识结构要广度和深度结合。知识结构要广度和深度结合。 五、要防止三种倾向五、要防止三种倾向 1.重计算机，轻工艺技术重计算机，轻工艺技术 2.重软件，轻硬件重软件，轻硬件 3.重技能技巧，轻思想方法重技能技巧，轻思想方法 从原则上讲，是否正确应用机电一体化技术，首先要看从原则上讲，是否正确应用机电一体化技术，首先要看 生产的生产的 产品产品 或或系统系统 在在市场上市场上 是否受到顾客的欢迎。这是最是否受到顾客的欢迎。这是最 具有具有 说服力说服力 的的最终结果最终结果 。 从工作细节来看，在机电一体化技术研究开发工作过程从工作细节来看，在机电一体化技术研究开发工作过程 中随时对自己的工作进行评判的标准主要有两条：中随时对自己的工作进行评判的标准主要有两条： 第一，第一， 系统的整体性能是否最优；系统的整体性能是否最优； 第二，第二， 系统的整体功能是否大于它的组成部分的功能之总系统的整体功能是否