机电一体化与电气机械制造智能化技术的融合探讨

摘要；本文聚焦机电一体化与电气机械制造智能化技术的融合，系统阐述两者技术内涵，剖析融合的必要性、原理及关键技术。研究表明，通过控制理论、信息理论等理论基础，构建感知层、网络层等技术框架，利用传感器、智能控制等关键技术，可实现两者有效融合。该融合有助于提升电气机械制造的自动化、智能化水平，提高生产效率与产品质量，对推动制造业转型升级具有重要意义，为相关领域技术发展与应用提供理论参考与实践指导。

关键词；机电一体化；电气机械制造；智能化技术；技术融合

引言

在全球制造业加速向智能化转型的背景下，机电一体化与电气机械制造智能化技术成为推动产业变革的核心力量。机电一体化技术将机械技术、电子技术、信息技术等多学科进行交叉融合，实现了设备的自动化与多功能化；电气机械制造智能化技术则借助人工智能、大数据等先进技术，赋予制造过程更高的精度、灵活性与自主性。

一、机电一体化与电气机械制造智能化技术概述

1.1 机电一体化技术

机电一体化技术是机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术等多学科交叉融合的产物，通过将机械本体、传感器、控制器、执行器等有机结合，实现设备的自动化与智能化运行。机械本体作为系统的基础，为其他功能模块提供结构支撑。执行器则根据控制器的指令完成相应动作，实现对机械本体的精确控制。

1.2 电气机械制造智能化技术

电气机械制造智能化技术以人工智能、物联网、大数据等先进技术为核心，旨在实现制造过程的自动化、智能化与柔性化。在电气机械制造领域，智能化技术涵盖自动化生产线、智能控制系统、质量检测与故障诊断系统等多个方面。自动化生产线通过机器人、自动化设备的协同作业，实现产品的连续化、标准化生产。智能控制系统利用机器学习、深度学习等算法，对生产过程中的参数进行实时优化，提高生产效率和产品质量。质量检测与故障诊断系统借助机器视觉、传感器网络等技术，实现对产品质量的在线检测和设备故障的早期预警。

1.3 两者融合的必要性

在激烈竞争下，对电气机械产品具有个性化、定制性需求的趋势越来越明显，产品传统机械生产模式在产品的生产效率低下、生产的产品质量不稳定等方面不能适应新的市场发展形势。从技术上，机电一体化技术提供了智能化机械制造的硬件和控制平台，智能化技术则赋予机械制造系统的高度自适应性、决策性。在国家提出智能制造战略背景下，两者结合也是顺应产业发展，实现制造业产业转型升级的必然要求。

二、机电一体化与电气机械制造智能化技术的融合原理

2.1 融合的理论基础

机电一体化和电气机械制造的智能化需要融合的理论有很多，其中包括控制理论、信息理论以及系统工程理论。控制系统中的具体控制方法依赖于控制理论，建立模型，分析系统中的动态特性，设计合理的控制器，以实现机械设备系统的稳定控制。信息理论对于融合系统中的信息的获取、传输和处理、以及存储进行研究，它提供数据处理和信息之间传输的理论支持。在智能化的制造过程中会涉及到大量的生产信息、设备状态信息等，通过信息理论指导其数据采集、编码、传输和解码环节，从而确保信息能够正常传输不发生错误。系统工程理论是从系统中总结出来的一些内容，对构成系统的各个组成部分进行研究、优化和设计，进而达到系统最优的目的。

2.2 融合的技术框架

机电一体化与电气机械制造智能化技术融合的技术框架可分为感知层、网络层、控制层和应用层。感知层由各类传感器组成，负责采集设备运行状态、生产环境、产品质量等数据，如温度传感器、压力传感器、视觉传感器等。控制层是融合系统的核心，包含智能控制器和工业软件。智能控制器运用人工智能算法，如模糊控制、神经网络控制等，对采集的数据进行分析和决策；工业软件则实现生产过程的建模、仿真、优化和管理，如制造执行系统（MES）、计算机辅助设计（CAD）等。

2.3 融合的实现途径

实现软硬融合的前提和关键是硬件融合，这是将设备的机械装置、电气元件、传感器件等进行集成布局和互联的硬件融合平台。核心是软件融合，它是统一生产装备、系统平台的控制软件和通信标准协议，让不同的装置、不同的系统之间拥有共同的数据接口、进行协同操作的能力。其核心是数据融合，数据是实现装备及系统的全生命周期和生产全过程的信息管理系统，对生产过程中产生的大量数据进行整理、融汇、管理、分析并共享，为数字化和智能化决策服务。通过对大量数据进行信息挖掘、机器学习的策略分析，给出更优化的工艺生产流程和优质产品工艺方案。

三、机电一体化与电气机械制造智能化技术融合的关键技术

3.1 传感器技术

传感器是进行信息获取的主要感知装置。采用精确度高、可靠性强的传感器可以实时、精确地获取设备运行情况、生产环境等信息，为融合系统进行智能决策提供信息支持。传感器向着微型化、智能型、网络型等方向发展，传感器技术在电气机械制造环节中应用广泛。电气机械制造中的电机制造过程中，采用温度传感器进行电机绕组的温度检测，避免因温度过高发生事故，采用振动传感器对电机进行振动检测，判断轴承磨损、转子不平滑等故障，视觉传感器可检测零部件的尺寸检测以及外观缺陷等，以提高产品质量检测的高效性与精准性。

3.2 智能控制技术

智能控制技术以人工智能理论为指导，不需建立准确的数学模型，可适应十分复杂的生产工况。在电气机械制造过程中，智能控制技术的应用，实现了电气机械制造的自动化和智能化生产。注塑机在生产控制过程中，通过模糊控制算法可以根据塑料原料的性质、模具温度等，自动调节注塑压强、速度等参数，提高塑料产品成型的质量。

3.3 通信技术

通信技术是实现设备之间的互联互通，完成数据传输的必备技术，现场总线技术，Profibus、CAN总线等具有抗干扰能力强、实时性较好的特点，常用来完成工业现场设备之间的通信，完成传感器、执行器与控制器之间的数据交换。工业以太网具备高速、开放、兼容性广等优势，成为了工业通信技术发展的主流技术，能够满足大批量数据、远距离传输监控的需求。

3.4 大数据与云计算技术

大数据技术可对海量电气机械制造过程中所产生的生产、质量等数据进行存储、处理，发现数据中的价值。通过对生产数据、运行设备数据、产品质量检测数据等进行分析，优化制造生产工艺，对设备运行进行预估，优化产品质量。云计算技术为大数据提供了计算能力以及数据存储空间，企业不须要建设复杂计算机设备，通过云平台即可享受计算服务。云计算在电气机械制造企业平台下可对生产数据进行统一存储及使用，支持多种用户协作工作。

结语

在制造过程中，机电一体化技术和电气机械制智能制造技术融合将是必然的方向。本文对上述两技术的内容、融合机制和关键技术和关键技术进行了研究和分析，探索机电一体化技术和智能制造结合的技术原理和方法，得出基于理论基础、基于技术体系、基于关键技术可以进行机电一体化技术和智能技术融合，进而实现对电气机械制造生产的智能化制造。

参考文献

[1]王高科.机电一体化与机械制造智能化技术融合[J].模具制造，2025，25（02）：193-195.

[2]孙灵修.机电一体化与电气机械制造智能化技术的融合探讨[J].中国战略新兴产业，2024，（33）：63-65.