數(shù)控機床行業(yè)前景分析范文

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關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機械制造；應用；發(fā)展前景

0引言

在早期的機械加工領(lǐng)域，機器的組裝配合是其工作重點，采用物理機械知識完成加工操作，隨著近年來數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，人們逐步認識到數(shù)字化技術(shù)在機械加工領(lǐng)域的應用潛力，是對傳統(tǒng)機械加工模式的一種補充，數(shù)控技術(shù)與機械加工的結(jié)合也是一種必然的發(fā)展趨勢。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)C床的加工過程實時的進行控制。對數(shù)控設(shè)備以及編程控制裝置等系統(tǒng)進行修改操作，高精度的控制機械加工過程，同時也提高了機械加工制造的技術(shù)含量。隨著上世紀六十年代第一臺數(shù)控機床的出現(xiàn)，機械制造行業(yè)便進入了自動化技術(shù)發(fā)展階段，歷經(jīng)多年的發(fā)展變革，數(shù)控技術(shù)面向了新的臺階。目前的機械制造中，通過數(shù)字、文字和符號等編譯的代碼信息指令可以高效的控制機械制造工藝。高精度的數(shù)控機床利用數(shù)字編程，能夠?qū)ぜ恢谩⒓庸そ嵌取⒓庸に俣纫约皺C械能量的流向等制造條件進行精確的控制，通過二進制數(shù)字運算模式的指導下，以盡可能小的誤差開展機械制造工作。數(shù)控機床合理的利用了計算機高速運算能力，精度與傳統(tǒng)的硬件組裝控制相比要高出很多，計算機信息存儲和數(shù)據(jù)處理過程精確高效，也進一步減少了機械加工制造中的誤差。

1數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)機械制造行業(yè)的應用情況

隨著現(xiàn)代機械制造行業(yè)對于制造精度要求的不斷提升，數(shù)控技術(shù)在機械加工制造過程中得到了越來越廣泛的應用，是一種有效的高精度機械制造技術(shù)。從目前國內(nèi)的數(shù)控機床發(fā)展情況來看，已經(jīng)具備了一定的水平。無論產(chǎn)品種類、操控性能，還是制造質(zhì)量方面都有了長足的進步。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)市場目前銷售的數(shù)控機床超過1500種， 常見于金屬材質(zhì)的切削以及機械部件鍛壓方面。

1.1數(shù)控技術(shù)在國家重點工程中的應用

目前國內(nèi)機械制造行業(yè)技術(shù)水平和加工精度，對于國家重點工程，尤其是國防軍工項目的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。此外，近年來快速發(fā)展的航天航空事業(yè)中也需要更多的運用先進的數(shù)字控制技術(shù)，以不斷提升機械零件制造加工的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑綜合性加工體統(tǒng)在航空航天、船舶制造、鐵路運輸設(shè)備制造等領(lǐng)域有著很好的使用效果。數(shù)控機械制造具備的高技術(shù)、高精度特點，對機發(fā)動機主軸和起落架部件的等關(guān)鍵性機械零部件加工制造也有十分重要的作用。此外，類似于超精密球面車床等數(shù)控機械設(shè)備，推動了照相機鏡片、激光加工設(shè)備與條形碼檢測設(shè)備等設(shè)備精細化與科學化應用，在國防偵查，監(jiān)測等方面有著重要的作用。

1.2數(shù)控技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中的應用機床設(shè)備中數(shù)控加工技術(shù)的應用

在企業(yè)日常生產(chǎn)中，機床設(shè)備機械制造中必不可少的工具。數(shù)字化控制技術(shù)也進一步的推動了機床設(shè)備向著現(xiàn)代機電一體化方向發(fā)展。此外數(shù)控機械制造技術(shù)的出現(xiàn)從一定程度來說，也改善了機床控制精度與生產(chǎn)效率，讓機械制造設(shè)備更好的服務(wù)于企業(yè)的生產(chǎn)，讓低成本高效率生產(chǎn)成為可能。以汽車工業(yè)為例，數(shù)控制造技術(shù)的推廣直接推動了汽車零部件制造加工精度和生產(chǎn)效率。從某種程度上來說，也打破了制約我國汽車制造行業(yè)發(fā)展多年的“經(jīng)濟規(guī)模論”等傳統(tǒng)觀念的束縛，同時也實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、小批量部件高精度、高效生產(chǎn)，為汽車制造工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代提供有力的支持。

2數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)中的發(fā)展前景

2.1機械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向

（1）高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)。生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的質(zhì)量的提高有賴于高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)的發(fā)展，縮短生產(chǎn)制造周期，增強企業(yè)的市場競爭能力。在汽車制造工業(yè)中，數(shù)控技術(shù)也便于進行多品種汽車部件的加工制造；在航空航天領(lǐng)域，機械零部件制造產(chǎn)品主要為薄壁和薄筋，其材質(zhì)主要為鋁或鋁合金等輕質(zhì)材料，剛度很差，僅在高切削速度或者應力比較小的情況，才可以進行加工。才是數(shù)控設(shè)備高速、高精度的特點能夠發(fā)揮出良好的效果。

（2）智能化、網(wǎng)絡(luò)化將成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。為智能化機械制造不僅能夠提升生產(chǎn)效率，也有效的保障了機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量，例如制造自適應控制系統(tǒng)，加工參數(shù)自動生成系統(tǒng)等；智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，簡化了編程與操作過程，自動編程系統(tǒng)與智能化操作界面的不斷完善也是智能化發(fā)展帶來的優(yōu)勢；此外智能故障診斷、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控等功能，也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢。

2.2數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略分析

（1）發(fā)展戰(zhàn)略。從國家戰(zhàn)略安全的層面來說數(shù)控機械制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應該得到足夠的重視。制造業(yè)作為國內(nèi)從業(yè)人數(shù)最多行業(yè)之一，制造業(yè)發(fā)展能夠有效的改善人民生活質(zhì)量，緩解國內(nèi)就業(yè)壓力，維護社會的和諧穩(wěn)定；此外，從國防安全角度上來說，西方發(fā)達國家限制高質(zhì)量的數(shù)控產(chǎn)品的出口，將其列為戰(zhàn)略物質(zhì)和政治籌碼，對我國長期實施禁運和限制措施。

（2）發(fā)展策略。應該結(jié)合我國基本國情，從國家戰(zhàn)略和國防需求，以及經(jīng)濟市場需求出發(fā)，以改善國內(nèi)數(shù)控機械制造水平，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為目標，有針對性的開展數(shù)控機械制造核心技術(shù)、配套技術(shù)的研發(fā)工作，力爭實現(xiàn)數(shù)控機械制造行業(yè)的跨躍式發(fā)展。以終端產(chǎn)品為導向，帶動數(shù)控機械制造行業(yè)的發(fā)展。集中解決數(shù)控設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)部件功能的完善，同時保證生產(chǎn)規(guī)模。沒有可觀的生產(chǎn)規(guī)模就無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低價、競爭力強的數(shù)控機械制造產(chǎn)品。

結(jié)論

綜上所述，數(shù)控技術(shù)對于我國機械制造水平和精度的提高有著十分重要的作用，也為我國國防軍工行業(yè)以及生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了巨大的變革。目前一方面應該進一步的研究數(shù)控技術(shù)，另一方面也需要將數(shù)控技術(shù)發(fā)展同機械加工制造行業(yè)的需求結(jié)合起來。

參考文獻：

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[2]陳友富.論機械制造中的數(shù)控技術(shù)應用[J].新課程（下），2012（09）

[3]劉思默.機械數(shù)控的技術(shù)應用實施與探討[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2011（12）

[4]冉振旺.數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應用與發(fā)展前景分析[J].科技資訊，2011（26）

篇2

關(guān)鍵詞 機電技術(shù)；機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0039-02

1 機電一體化概述

1.1 機電一體化的定義

所謂機電一體化就是指通過將微電子技術(shù)應用在機械的主功能、動力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關(guān)軟件將電子裝置與機械裝置有機整合在一起所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。從機電一體化的定義可以看出，機電一體化技術(shù)并不是機械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的應用技術(shù)。因此，機電一體化涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面的內(nèi)容。

1.2 機電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機電一體化的關(guān)鍵技術(shù)主要包括信息處理技術(shù)、精密機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測與傳感器技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)等幾個方面的關(guān)鍵技術(shù)，以下將分別給予詳細的說明。

1.2.1 信息處理技術(shù)

所謂的信息處理技術(shù)就是指在生產(chǎn)基于機電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品的過程中，對與產(chǎn)品生產(chǎn)過程相關(guān)的各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關(guān)的信息所進行的處理。

1.2.2 精密機械技術(shù)

精密機械技術(shù)作為實現(xiàn)大多數(shù)機電產(chǎn)品的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，它是實現(xiàn)大多數(shù)機電產(chǎn)品的相關(guān)功能和構(gòu)造功能的重要前提和首要的技術(shù)支撐。

1.2.3 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應控制以及補償和校正等技術(shù)。而且隨著自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及功能的不斷增強，基于自動控制技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量在獲得不斷的提高。

1.2.4 檢測與傳感器技術(shù)

檢測與傳感器技術(shù)主要用于實現(xiàn)各種基于機電技術(shù)產(chǎn)品運行時的相關(guān)參數(shù)、工作狀態(tài)以及其他相關(guān)信息的接受以及參數(shù)和相關(guān)信息準確度的檢測，通過檢測以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來實現(xiàn)產(chǎn)品運行過程的自動控制。

1.2.5 伺服驅(qū)動技術(shù)

伺服驅(qū)動技術(shù)主要是基于機電技術(shù)產(chǎn)品的驅(qū)動裝置設(shè)計中的核心技術(shù)，它作為驅(qū)動設(shè)備執(zhí)行操作的重要支撐技術(shù)，在很大程度上決定了基于機電一體化技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.6 系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是用系統(tǒng)的觀點和方法，從整體目標出發(fā)，將基于機電技術(shù)產(chǎn)品的總體功能劃分為若干個各功能模塊，然后結(jié)合各個功能模塊的實際情況，找出能夠有效解決各個功能模塊實際需求的可行技術(shù)方案，再把相應的技術(shù)方案進行匯總，從而設(shè)計出合理的功能技術(shù)方案。

2 機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 絕大多數(shù)的制造業(yè)領(lǐng)域都有機電一體化產(chǎn)品

在工業(yè)比較發(fā)達的國家，機電一體化產(chǎn)品遍及絕大多數(shù)的制造業(yè)領(lǐng)域，其中數(shù)控機床和工業(yè)智能機器人是這些國家的主要機電一體化產(chǎn)品，其中的數(shù)控機床在機床領(lǐng)域中所占的比重越來越大，而工業(yè)智能機器人也將逐步進入管理、辦公、家庭和娛樂等各個領(lǐng)域，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

在數(shù)控機床方面，目前數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亞微米級機床達到0.0005mm左右，納米級機床達到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已有產(chǎn)品。

在工業(yè)機器人方面，目前日本的工業(yè)機器人生產(chǎn)量占全世界工業(yè)機器人的70%左右，與工業(yè)機器人相關(guān)的專利則有90%以上掌握在日本企業(yè)手中。由此也可以看出，日本是名副其實的機器人王國。 美國、德國分別居二、三位。

2.1.2 機電一體化開始逐步向集成化的方向發(fā)展

CIMS，即計算機集成制造系統(tǒng)，它突破了原有制造業(yè)各部門之間的界限，實現(xiàn)了工業(yè)制造企業(yè)生產(chǎn)準備、產(chǎn)品開發(fā)、經(jīng)營決策等各個環(huán)節(jié)的有效整合，在計算機集成制造系統(tǒng)的作用下，當前的世界制造業(yè)開始逐步向集成化的方向發(fā)展。

2.1.3 激光技術(shù)在機電一體化中的應用

激光技術(shù)在機電一體化中的應用，將使光機電一體化成為機電一體化技術(shù)重要的發(fā)展方向。

2.1.4 微細加工技術(shù)發(fā)展迅速

當前微機電技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，將帶動微細加工技術(shù)的興起。

2.2 國內(nèi)機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.2.1 數(shù)控技術(shù)方面

我國對數(shù)控技術(shù)的研究起始于1985年，經(jīng)過這些年的發(fā)展，我國目前已經(jīng)基本掌握了數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)，相關(guān)的數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品也越來越多的出現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品市場中。

2.2.2 工業(yè)機器人方面

我國對工業(yè)機器人的研究開始于1986年，目前，已經(jīng)掌握了機器人的軟件編程、控制系統(tǒng)以及操作機的設(shè)計制造等技術(shù)，并開發(fā)出了能夠進行水下作業(yè)施工的多種工業(yè)機器人。

2.2.3 計算機集成制造系統(tǒng)方面

經(jīng)過近些年的潛心研究，我國在計算機集成制造系統(tǒng)方面已經(jīng)有了較快發(fā)展。其中，已經(jīng)在包括清華大學在內(nèi)的多數(shù)著名高校內(nèi)建成了國家CIMS技術(shù)實驗室、工程研究中心以及相關(guān)的CIMS培訓中心。

3 機電一體化的未來發(fā)展

3.1 智能化

智能化的機電一體化產(chǎn)品是指具有一定的邏輯思維、判斷推理和自主決策能力的機電一體化產(chǎn)品，由于可以智能化的機電一體化產(chǎn)品對人類的智能進行模擬，所以，一些智能化的機電一體化產(chǎn)品就可以替代人的部分腦力勞動。

3.2 微型化

當前微型化的機電一體化產(chǎn)品的幾何尺寸一般不會大于1cm3，而且微型化的機電一體化產(chǎn)品在不斷的向微米級和納米級的方向發(fā)展。目前，國外已經(jīng)能夠在實驗室中制造出亞微米級的機械元件。

3.3 模塊化

從各方面來看，機電一體化產(chǎn)品的一個重要發(fā)展趨勢就是實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，這樣一來，企業(yè)就可以可利用標準的模塊化單元迅速開發(fā)生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品，進而將大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展促使其不斷朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。其中，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種機電一體化產(chǎn)品，如遠程控制和監(jiān)視技術(shù)等如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)出來。

3.5 綠色化

根據(jù)時代的發(fā)展需求，綠色化將成為機電一體化的必然發(fā)展趨勢，其目標是在機電一體化產(chǎn)品的整個生命周期中，要保證產(chǎn)品對生態(tài)環(huán)境造成的危害最小，而獲得的資源利用率卻最高。

4 結(jié)論

機電一體化是很多學科相互發(fā)展和相互促進的結(jié)果，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，機電一體化相關(guān)技術(shù)所融合的技術(shù)將越來越廣泛，而以機械和微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)將成為機電一體化的必然發(fā)展趨勢，機電一體化的發(fā)展前景非常廣闊。

參考文獻

[l]錢忠梅.機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]行業(yè)前沿，2010(5).

篇3

一、機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢

自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術(shù)為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學技術(shù),實現(xiàn)光學技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機電一體化產(chǎn)品

機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務(wù)

機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度轉(zhuǎn)(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風機電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進行改造；在已改造的近6500臺機床設(shè)備中，大約有15%需進一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計，CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領(lǐng)導小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達到35%，中小型骨干企業(yè)要達到15%—20%；到“九五”時，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種，在當年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機電一體化產(chǎn)品210種，機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內(nèi)先進水平相差一半左右。

3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機電一體化”工作的任務(wù)

北京在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。1.北京應用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點

(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應上新臺階

國內(nèi)外成功的范例表明，應用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應用模糊技術(shù)，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機床高備改造要達新水平

對機床設(shè)備的改造重點應放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設(shè)備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風機電泵改造要攀新高度

風機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍；采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。

2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標

(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達到25%和60%。

(2)單項目標：

·機床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產(chǎn)基地之一。

·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達到50%以上。

·其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策

(一)加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃

目前，北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復，生產(chǎn)上撞車!

(二)強化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用

目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導機構(gòu)——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導行業(yè)布點布局的調(diào)整，進行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標、招標工作……

(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領(lǐng)導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經(jīng)濟政策上，要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項目上傾斜；成立“機電一體化”發(fā)展基金，支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

(四)突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產(chǎn)業(yè)復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。

我們認為，北京“機電一體化”發(fā)展，當務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

抓緊推廣應用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，改造機床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；

篇4

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電氣工程；應用前景

目前世界的發(fā)展形勢是經(jīng)濟一體化，在這種形勢下我國的經(jīng)濟也在快速的發(fā)展中，其中電氣自動化技術(shù)起著非常重要的作用，電氣自動化技術(shù)雖然已經(jīng)在電力系統(tǒng)和電氣工程中以及國民的生活中廣泛應用，但隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展以及人們生活生產(chǎn)中需求的不斷提升，在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了經(jīng)濟利益的最大化和生產(chǎn)便捷化，電氣自動化的研究和創(chuàng)新仍然必不可少，電氣自動化技術(shù)仍然處在不斷革新和發(fā)展的階段。我們必須吸取先進的經(jīng)驗和技術(shù)，不斷有針對性地進行技術(shù)革新。

一、電氣自動化特點分析

電氣自動化技術(shù)不僅有著較強的應用性，而且比較普遍，因此相當一部分的工業(yè)的各個部門不可避免地采用自動化技術(shù)。由于自動化技術(shù)含量比較高，在設(shè)計電氣自動化系統(tǒng)的過程中，對于自動化技術(shù)除了要求有硬件設(shè)計以外，還要求有軟件設(shè)計，并且面對不同的行業(yè)或者場合均應該采用與之相應的合適的技術(shù)方案。由此我們不難看出，自動化技術(shù)涉及的知識面比較寬廣。就比較典型的電氣自動化控制系統(tǒng)而言，無論是負責采集信號的傳感器，還是對信號進行處理運算的控制器以及主要將運算結(jié)果執(zhí)行的執(zhí)行機構(gòu)等都離不開電子技術(shù)的發(fā)展。而關(guān)于電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的進步必將對其起到一定的促進作用，這兩兩者是緊密相聯(lián)的，電氣自動化必須依靠電子技術(shù)的發(fā)展才可有進一步地提高。

二、電氣自動化應用現(xiàn)狀分析

在電氣自動化的體系中對于信息化技術(shù)的應用主要有兩個方面：首先就是應用在縱向的管理層方面。一般的企業(yè)在對相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行處理時都有一定的系統(tǒng)，它主要是對時刻產(chǎn)生的日程數(shù)據(jù)進行實時的存取，使得企業(yè)的管理層通過標準的瀏覽器能夠存取企業(yè)生產(chǎn)過程中有關(guān)財務(wù)、人事等方面的數(shù)據(jù)，也能夠?qū)θ粘Ｉa(chǎn)過程中的實時畫面進行實施監(jiān)督與控制，在第一時間內(nèi)全面了解生產(chǎn)的準確信息。其次，信息技術(shù)橫向運用于電氣自動化的相關(guān)設(shè)備、機器以及系統(tǒng)當中。伴隨微電子以及微處理器技術(shù)的廣泛運用，以往有明確界限的各種設(shè)備，比如PI C、控制設(shè)備及其系統(tǒng)變得更加模糊了。與之對應的軟件結(jié)構(gòu)、通訊方式以及便于運用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境也顯得愈發(fā)關(guān)鍵了。不但涵蓋了傳感以及執(zhí)行器，還有控制器以及儀表。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及多媒體技術(shù)在電氣自動化方面也有十分廣泛的發(fā)展?jié)摿Αindows NT 和IE 瀏覽器正成為電氣自動化系統(tǒng)操作與控制的標準平臺。當前，以PC的人機界面為基礎(chǔ)已成為主流，這種控制系統(tǒng)以其容易集成以及靈活性的優(yōu)勢正在被愈來愈多的用戶所接受。在控制層選擇Windows 當作操作系統(tǒng)平臺從而使得電氣自動化系統(tǒng)更加便于操作與維護。現(xiàn)場利用一根串行電纜將設(shè)置在中央控制室內(nèi)的計算機、監(jiān)控軟件以及PLC 的中央處理器以及遠程I/O 站、VFD（變頻器）、馬達啟動器、智能化儀表等現(xiàn)場設(shè)備進行聯(lián)接，并且將這部分的現(xiàn)場設(shè)備的信息采集返回到中央控制器。這種串行的聯(lián)接智能設(shè)備以及自動化系統(tǒng)雙向數(shù)字式輸送的分支結(jié)構(gòu)進行通訊的一種總線模式。而分布式的控制應當通過PI C、I/O 站模塊以及現(xiàn)場設(shè)備利用總線進行聯(lián)接，將輸入以及輸出的模塊轉(zhuǎn)變成現(xiàn)場檢測器以及執(zhí)行器。

三、電氣自動化系統(tǒng)發(fā)展前景分析

目前，高科技快速發(fā)展與競爭正改變世界的生產(chǎn)模式以及經(jīng)濟秩序，高新技術(shù)有效運用到傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，引發(fā)傳統(tǒng)工業(yè)的深刻變革。在場新技術(shù)革命當中機電一體化是其中的一個新興領(lǐng)域，在該領(lǐng)域的產(chǎn)品除了比具備高精度、快速性等基本功能之外，更需要具備自動化、柔性化、智能信息化等優(yōu)勢，從而逐漸達到自我適應與控制、自我組織與管理，向高度智能化方向過渡。比如：數(shù)控機床、機械手以及機器人等等，都是機械電子、計算機、電力電子等領(lǐng)域的技術(shù)的合成，這就要求培養(yǎng)大量的機電設(shè)備操作、檢測、維護、檢修以及日常管理的專業(yè)技術(shù)人才。傳統(tǒng)的電氣自動化的發(fā)展僅僅是單頻、低頻的發(fā)展階段，然而伴隨科學技術(shù)的快速發(fā)展與進步，工業(yè)化程度日益加深，我們國家的工業(yè)生產(chǎn)正向高頻的生產(chǎn)階段發(fā)展。提高電氣自動化的頻率對于提高產(chǎn)品的市場占有率、質(zhì)量發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。所以，電氣自動化的今后發(fā)展趨勢也將必須朝著高頻、高層次的、科技含量高的產(chǎn)品方向發(fā)展。電氣自動化的最終目標是為了提高生產(chǎn)力，改變?nèi)藗兊纳钅Ｊ剑貏e是目前的社會，需要盡可能節(jié)省勞動力，降低工人的勞動強度，這就要求工業(yè)生產(chǎn)過程中盡可能實現(xiàn)機械化。因此，伴隨計算機技術(shù)的突飛猛進，我們國家的很多行業(yè)都和計算機技術(shù)緊密結(jié)合，計算機技術(shù)對于電氣自動化的快速發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用。特別是IEC61131 的頒發(fā)，它在電氣自動化的進步與發(fā)展中起著非常重要的作用。在電氣自動化的發(fā)展中起關(guān)鍵作用的還包括互聯(lián)網(wǎng)以及PC 客戶機的快速發(fā)展，目前有很多的企業(yè)在監(jiān)控它的經(jīng)營狀況以及宣傳產(chǎn)品的銷售中都是通過比較規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進行的，利用網(wǎng)絡(luò)企業(yè)還能夠控制以及監(jiān)督其自身各方面的實施，如此一來企業(yè)才能在第一時間掌握自身的情況同時及時作出相應的調(diào)整。說起電氣自動化大多數(shù)人都認為它僅在工業(yè)的領(lǐng)域中活動，但是隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，人們對電氣自動化的認知也隨之增加，它運用的領(lǐng)域也在擴大，目前它在生命器官的領(lǐng)域中也有較為突出的表現(xiàn)，在對生命器官進行替代時它的作用就更為明顯，比如說在輔助人類的心臟器官中電氣自動化有著很大的功勞。

四、結(jié)束語

在現(xiàn)代社會中，電氣自動化的應用越來越廣泛，推動了社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，但事物總是雙面的，電氣自動化在發(fā)展過程中也存在著一些問題，不過隨著科技地不斷進步和發(fā)展，電氣自動化的發(fā)展會迎來屬于它的春天。

參考文獻：