关于机电一体化技术在智能制造中的应用探讨

摘要：随着科技的飞速发展，智能制造已成为全球制造业转型升级的重要方向。智能制造以先进信息技术为支撑，以物联网，大数据，云计算等为手段，使生产过程自动化，信息化，智能化，大大提高生产效率，降低生产成本，产品质量显著优化。因此，本文分析机电一体化技术在智能制造中应用价值，探究有效应用路径。

关键词：机电一体化；智能制造；应用

机电一体化技术作为智能制造的核心支撑技术之一，自诞生以来便深刻影响着制造业的发展进程。通过机械装置和电子控制系统的有机组合，使生产设备在性能和功能上都得到显著改善。智能制造场景下从智能工厂柔性生产到精密加工质量控制等环节都离不开机电一体化技术对生产过程进行优化和革新。与此同时，伴随着人工智能和大数据等新技术的加入，机电一体化技术也在不断演进，并在智能制造领域中显示出巨大的应用前景，对此进行深入的研究有利于掌握智能制造发展脉络。

一、机电一体化技术在智能制造中的应用价值

（一）优化系统协同架构，夯实智能制造运行根基​

智能制造系统由多个复杂且相互关联的子系统构成，各子系统间的高效协同是实现智能制造的关键前提【1】。机电一体化技术以其综合机械，电子和自动控制等多个方面的特点来优化系统架构，其可使机械部件精准运动和电子控制系统实时指令传输达到深度相匹配，避免出现信息传递延迟和执行偏差。从系统层级来看，机电一体化技术突破传统制造各个环节的障碍，建立一个有机的统一整体，提高系统之间的兼容性和耦合性。由底层设备至上层管理系统形成一条顺畅的数据交互链路以确保生产指令的快速发布和设备状态的及时反馈，显著提高智能制造系统的工作稳定性和可靠性，从而为智能制造的有序进行构筑坚实的基础。​

（二）赋能柔性生产体系，提升智能制造响应能力​

市场需求的快速变化与个性化趋势，要求智能制造具备高度的柔性生产能力。机电一体化技术为柔性生产体系在软硬件两个层次上赋能。在硬件方面，采用模块化和标准化设计可以使机电一体化设备迅速重新组合和调整以满足不同产品生产工艺的需要。软件上，在先进编程逻辑和控制算法的支持下，该装置可以根据生产任务变化灵活地修正运行参数。这样使生产系统能够在处理多品种小批量生产任务中迅速地进行生产模式切换，减少产品换型时间和生产成本。本发明大大提升智能制造应对市场动态变化的速度，帮助企业在竞争激烈的市场中灵活把握商机并推出符合市场需要的产品。

二、机电一体化技术在智能制造中的应用措施

（一）机电一体化技术集成化应用策略在智能生产线重构中的实施路径

在智能制造背景下，智能生产线的重构成为提升企业竞争力的关键举措。智能生产线需要具有高度灵活性、高效性以及智能化水平等特点，机电一体化技术集成化应用则对其起到强有力的支持【2】。机电一体化技术集成化的目的是把机械、电子、控制、信息等多学科技术结合在一起，使各设备协同工作，信息共享。就智能生产线的重构而言，机电一体化技术的集成化运用策略的落实需要从硬件集成和软件集成两个层面着手。在硬件集成上，应突破传统设备间孤立的局面，运用标准化，模块化设计思想，对各种传感器，执行器，控制器等硬件设备统一规划布局。如通过工业以太网，现场总线，连接不同厂商，不同功能设备，建立统一硬件通信网络来进行设备间实时数据交互与协同控制。在软件集成中，需要开发一个统一软件平台，这个平台应该具有设备管理，任务调度和数据分析功能。采用Python，C++等高级软件开发工具及编程语言对软件系统进行模块化及可扩展性开发。同时利用面向对象编程思想把不同功能模块打包为独立对象以方便系统维护与升级。另外，需要建立各装置间数据映射关系以保证不同装置数据在软件平台中得到统一的处理与分析，以达到对智能生产线全面优化与重构的目的。

（二）基于工业物联网的机电一体化设备数据交互接口标准化建设方案

工业物联网的发展为机电一体化设备的智能化管理和协同工作提供广阔的空间。然而，不同厂家、不同类型的机电一体化设备之间存在着数据交互接口不统一的问题，严重制约设备之间的互联互通和信息共享【3】。所以，建立以工业物联网为核心的机电一体化装备数据交互界面标准化建设计划非常关键。这个计划的核心是制定统一数据格式与通信协议。从数据格式上看，需要对设备数据结构，种类以及编码规则等进行界定，以保证不同设备数据可以在同一个平台中被解析与处理。如，利用JSON，XML等常用数据格式对设备运行状态，参数设置和故障信息进行标准化封装。从通信协议上看，应建立设备间通信规则与程序，保证数据能准确及时地传送。可以参考现有的工业通信协议，例如Modbus、OPC UA等，并结合机电一体化设备的特性进行进一步的优化和完善。与此同时，为保证数据交互安全可靠性，需要使用加密技术，身份认证技术以及其他技术来对数据的传输过程进行加密与认证。另外，还构建设备数据交互接口标准化认证系统，实现对达标设备的认证与识别，便于设备互联互通与互操作性，促进机电一体化设备广泛运用于工业物联网环境中。

（三）智能制造场景下机电一体化系统动态参数自适应调节技术部署方法

在智能制造场景中，生产环境复杂多变，机电一体化系统需要能够根据实时工况动态调整参数，以保证系统的性能和稳定性。动态参数自适应调节技术可以达到这一目的，它的部署方式主要有传感器的布置，算法的设计以及控制策略的拟定等。传感器的配置构成动态参数自适应调整的核心，通过在机电集成系统的关键位置安装各种传感器，例如压力传感器、温度传感器和位移传感器等，可以实时获取系统的运行状况数据。传感器选型与布置应充分考虑系统特点及监测需求以保证关键参数能精确获得。在动态参数的自适应调整中，算法设计起到核心作用，它运用如神经网络算法和模糊控制算法等前沿的智能技术，对收集到的数据进行深入的分析和处理。神经网络算法自学习、自适应能力强，可以基于历史数据、实时数据等构建系统数学模型、对系统未来状态进行预测。模糊控制算法则能应对系统的不确定性与模糊性并依据模糊规则动态调整参数。为确保动态参数的自适应调整，控制策略的制定至关重要。基于算法的输出数据，可以设计出如PID控制和预测控制等合适的控制方法，从而对机电集成系统的各项参数进行实时的调整。同时建立一种参数调节反馈机制，通过向算法反馈调节系统状态信息来达到对算法不断优化与完善，增强系统动态性能与自适应能力。

三、结语

在智能制造蓬勃发展的时代浪潮下，机电一体化技术作为关键支撑，凭借优化系统协同、赋能柔性生产展现出极高应用价值。通过集成化应用，接口标准化建设和动态参数的自适应调节，促进智能制造各个环节向智能化和高效化方向发展。放眼未来，伴随着新兴技术的不断融合，机电一体化技术创新研究和应用实践还需要继续深入，智能制造领域发展潜力有待进一步发掘，为应对日趋复杂的市场需求和产业变革，给全球制造业高质量、可持续发展提供强大动力。

参考文献：

[1]陈怀强.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].信息与电脑，2025，37（03）：42-44.

[2]徐明明.机电一体化数控技术在机械制造中的应用[J].模具制造，2025，25（02）：196-198.

[3]丁漪.机电一体化技术在汽车智能制造中的应用[J].汽车测试报告，2025，（02）：34-36.