時(shí)間：2023-08-16 17:14:06
導(dǎo)語(yǔ)：在電影藝術(shù)發(fā)展的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
一、電影的衍生品市場(chǎng)的開發(fā)
相對(duì)于其他商品，電影的生命周期比較短暫，為延長(zhǎng)電影帶來(lái)的影響，開發(fā)電影衍生產(chǎn)品是不錯(cuò)的選擇。電影衍生產(chǎn)品，指以電影作為品牌，將電影人物形象等，運(yùn)用于其他相關(guān)產(chǎn)品，如游戲、紀(jì)念品、玩具、書籍、服裝、主題公園等的生產(chǎn)和銷售。電影衍生品市場(chǎng)廣闊，將電影本身打造成品牌，通過(guò)其在社會(huì)中的影響力銷售產(chǎn)品，拉長(zhǎng)了電影的生命周期，促進(jìn)了電影產(chǎn)品銷售力的增長(zhǎng)。
二、做好前期宣傳工作
這里包括對(duì)電影票價(jià)的制定上，電影片花、首映禮以及找到合適的海外發(fā)行商等。商業(yè)大片在票價(jià)的制定上一般要偏高，以便以更快的速度收回投資，但高票價(jià)的制定則取決于電影的知名度以及在受眾中的影響力，無(wú)人會(huì)為一部無(wú)名電影掏腰包，基于此，商業(yè)電影的前期宣傳工作則顯得至關(guān)重要，一部商業(yè)電影最好在開拍前就進(jìn)行前期宣傳工作，宣傳形式可以各種各樣，可通過(guò)報(bào)紙、電視、網(wǎng)絡(luò)、廣播等大眾媒體進(jìn)行宣傳。報(bào)紙作為平面印刷媒體，是一種讀者主動(dòng)選擇的媒體，但由于發(fā)行量等限制，還存在著諸多的不足。電視、媒體是從聲音和圖像兩個(gè)方面?zhèn)鞑バ畔?，直觀性強(qiáng)、宣傳效果好，能給觀眾留下深刻的印象。在觀眾的心目中形成大致印象，之后，隨著電影拍攝的進(jìn)程，宣傳逐步跟進(jìn)，讓觀眾對(duì)拍攝過(guò)程有所了解、有所期待，等到電影上映之時(shí)，受眾走進(jìn)電影院就像老朋友見(jiàn)面一樣自然而然，即使高價(jià)票，也在所不惜。除此之外，在電影拍攝工作完成之時(shí)，還要加大宣傳力度，此時(shí)的宣傳，是為了更好的擴(kuò)大電影的影響力，此時(shí)采用的宣傳方式，除原來(lái)的大眾媒體外，還要包括戶外媒體、宣傳冊(cè)、甚至公交車站臺(tái)的廣告欄，都可以成為電影的宣傳陣地，另外，首映禮也是重要的一環(huán)，在長(zhǎng)期的宣傳過(guò)程中，很多已成為忠實(shí)粉絲的觀眾，或者對(duì)電影還持懷疑態(tài)度的觀眾，都會(huì)通過(guò)首映禮來(lái)對(duì)電影進(jìn)行更深入的了解，此時(shí)，采取各種策略為電影的上映制造聲勢(shì)是十分必要的。電影上映的前幾天，宣傳工作仍未停止，從影院到電影制作方，都應(yīng)在前期宣傳的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對(duì)部分猶豫是否觀影的觀眾進(jìn)行心理探底，此時(shí)采取的策略一般是要求一些知識(shí)界名人對(duì)電影進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，無(wú)論是褒是貶，對(duì)電影來(lái)講，都是一種很好的宣傳，或者在網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等媒體直接刊發(fā)電影影評(píng)，影評(píng)并不一定非要褒揚(yáng)，最好有深度，并及時(shí)在媒體公布當(dāng)日票房，進(jìn)行造勢(shì)。
三、尋找多種發(fā)行盈利渠道
進(jìn)行海外發(fā)行，尋找合適的海外發(fā)行商是成功進(jìn)行海外發(fā)行的第一步，一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)成功的發(fā)行商都有自己的發(fā)行策略和技巧。片方和海外發(fā)行商采取的合作方式一般有兩種，一種是發(fā)行，另一種是直接發(fā)行。發(fā)行就是影片由公司發(fā)行到海外，這種方式是片方直接與公司簽訂合同，直接發(fā)行則是直接與國(guó)外發(fā)行商就當(dāng)?shù)氐陌鏅?quán)簽訂發(fā)行合同。一旦電影的票房不容樂(lè)觀，就應(yīng)該盡快制定其他發(fā)行策略，尋找能更大提高利潤(rùn)的發(fā)行渠道，在國(guó)內(nèi)，電影的發(fā)行渠道除了電影院線的發(fā)行外，還有很多，如電視播出、音像制品、網(wǎng)絡(luò)發(fā)行等。在目前網(wǎng)絡(luò)盛行的時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)渠道的功能值得關(guān)注。
四、貼片廣告和植入式廣告
電影貼片廣告主要是電影的制作方、廣告運(yùn)營(yíng)方、電影的發(fā)行方、放映方進(jìn)行合作，在每部電影放映前幾分鐘播放廣告。這種方式使得觀眾被動(dòng)的接受廣告，到達(dá)率極高，而且，更有利于精準(zhǔn)的定位，因?yàn)椋话氵M(jìn)影院觀影的人群，都屬于層次偏高一族，加上影院良好的放映環(huán)境，使得觀眾在愉悅協(xié)和的心境下進(jìn)行廣告的欣賞，更好的達(dá)到廣告的效果。當(dāng)然，貼片廣告的費(fèi)用高低的前提還是以電影宣傳為基礎(chǔ)的，同時(shí)，以票房為依據(jù)。正因?yàn)榇耍@種電影貼片廣告的利潤(rùn)回報(bào)是很高的，也應(yīng)是電影人屢試不爽的電影營(yíng)銷策略。除了貼片廣告外，植入式廣告也是目前最為流行、利潤(rùn)回報(bào)最好的一種電影營(yíng)銷方式。植入式廣告就是將商品品牌直接融合進(jìn)影片中，這種廣告的隱蔽性更好，觀眾更容易接受，而且更能深入人心，利潤(rùn)回報(bào)巨大。植入式廣告與電影故事結(jié)合的完美，完全融入進(jìn)電影中，讓讀者在不知不覺(jué)間對(duì)某商品產(chǎn)生認(rèn)知甚至記憶。植入式廣告的形式可以多種多樣，可以完全還原生活原貌，比如，可以是某一個(gè)鏡頭，可以是演員使用的某個(gè)道具，等等。但是，植入式廣告不能做的太張揚(yáng)，太刻板，否則就會(huì)傷害到電影的發(fā)展，甚至使觀眾產(chǎn)生厭煩抵制情緒，得不償失。植入式廣告的精髓就在于人性化、完全與影片的發(fā)展融為一體，合理、自然的潛入觀眾的意識(shí)之中。植入式廣告的送達(dá)率很高，而且影響廣泛，更能深入觀眾的內(nèi)心，因此，是一條很好的營(yíng)銷策略。
of Contemporary Film and Television Arts
Ouyang Zhongwan
（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙 410128）
（Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China）
摘要： 數(shù)字技術(shù)在不斷走向成熟的過(guò)程中對(duì)影視藝術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的影響是深刻的、巨大的，當(dāng)我們陶醉在它所帶來(lái)的視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)享受中的時(shí)候，也要對(duì)其中的有些觀念和問(wèn)題進(jìn)行深思。
Abstract: Digital technology continues to mature. During the course, its impact on the development of visual arts is profound, enormous. As we enjoy the effect of audio and visual it brings, we should consider its some idea and issues.
關(guān)鍵詞： 數(shù)字技術(shù) 影視藝術(shù) 影響
Key words: digital technology；visual arts；effect
中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）15-0183-02
0引言
影視藝術(shù)包括了電影藝術(shù)（第七藝術(shù)）和電視藝術(shù)（第八藝術(shù)），它從一誕生起就在復(fù)原物質(zhì)世界方面顯示出了無(wú)與倫比的優(yōu)越性，而數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使這一優(yōu)越性發(fā)揮得更加淋漓盡致。數(shù)字技術(shù)在不斷走向成熟的過(guò)程中對(duì)影視藝術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的影響是深刻的、巨大的，當(dāng)我們陶醉在它所帶來(lái)的視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)享受中的時(shí)候，也要對(duì)其中的有些觀念和問(wèn)題進(jìn)行深思。
1數(shù)字技術(shù)促使電影電視的合流
在數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)之前，電影和電視有著各自不同的技術(shù)支持。電影與電視在拍攝載體上有著質(zhì)的區(qū)別，電影是利用攝影機(jī)以膠片為載體進(jìn)行拍攝的，成像方式是光化學(xué)成像方式。電視則是用攝像機(jī)以磁帶為載體進(jìn)行拍攝的，成像方式是光電子成像方式。這種區(qū)別使電影藝術(shù)與電視藝術(shù)在制作方式、生產(chǎn)流程與接收方式方面有了質(zhì)的差異。但是到了20世紀(jì)，數(shù)字技術(shù)的介入使電影藝術(shù)與電視藝術(shù)的進(jìn)一步融合，促成真正的“家庭影院”的誕生，打開電視看電影的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)了。人們離開電影院的很大一部分原因在于：人們不是不看電影，而是看電影的方式改變了。
2數(shù)字技術(shù)讓影視中的夢(mèng)幻世界成為現(xiàn)實(shí)
數(shù)字技術(shù)帶給影視藝術(shù)的已不僅僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界最真實(shí)的表現(xiàn)，而且能夠創(chuàng)造出根本不存在的視覺(jué)影像，它所依賴的技術(shù)主要是電腦圖像生成技術(shù)，即CGI技術(shù)（Computer-Generated Images）。那些敢于赴湯蹈火，不怕粉身碎骨，面對(duì)驚心動(dòng)魄的挑戰(zhàn)面不改色心不跳的英雄人物，過(guò)去只是存在于作家藝術(shù)家及其忠實(shí)的讀者或觀眾的想象中，數(shù)字化藝術(shù)卻讓這些意念中的英雄須眉畢現(xiàn)地出現(xiàn)在觀眾眼前。在諸如《烈火狂風(fēng)》等經(jīng)典的影片之中，假如沒(méi)有運(yùn)用電腦特技，那些擺在觀眾眼前的奔騰中的熾熱巖漿以及影片中演員在龍卷風(fēng)中隨風(fēng)飛舞的逼真場(chǎng)景等令人們跟隨影片的節(jié)奏而提心吊膽的觀看，都是不可能在熒屏上出現(xiàn)的，也不會(huì)獲得觀眾的好評(píng)。
對(duì)于現(xiàn)實(shí)的爬上拍攝過(guò)程中，一些不能實(shí)現(xiàn)的影響，都能夠運(yùn)用數(shù)字技術(shù)。例如，《真實(shí)的謊言》這一影片中出現(xiàn)的在飛機(jī)上打斗的情景，演員是不能夠進(jìn)行真實(shí)表演的，只能運(yùn)用數(shù)字技術(shù)。還有在經(jīng)典電影《泰坦尼克號(hào)》中，涉及到的眾多數(shù)量群眾，如果用現(xiàn)實(shí)的群眾演員組成，不但消耗巨大的人力以及財(cái)力，同時(shí)也不容易組織安排，另外對(duì)于這種海難的場(chǎng)景，也不吭能讓群眾以生命為代價(jià)去表演，因此這幾使用到了計(jì)算機(jī)特技，利用計(jì)算機(jī)制作出數(shù)字人，進(jìn)而替代了現(xiàn)實(shí)演員。
通過(guò)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，一些驚奇的場(chǎng)景被創(chuàng)作出來(lái)，給人們帶來(lái)視覺(jué)上的享受，使得人們只能在腦海中幻想的場(chǎng)景成為現(xiàn)實(shí)。另外，數(shù)字技術(shù)在音頻的領(lǐng)域內(nèi)也取得很好的發(fā)展。在整個(gè)用那個(gè)片中，相比較于采用模擬立體聲來(lái)講，使用環(huán)繞數(shù)字立體聲技術(shù)具備更寬和更平的優(yōu)點(diǎn)。并且，因?yàn)橛涗浶畔⒖臻g的加強(qiáng)，改善了原有立體聲像，給人們帶來(lái)更為強(qiáng)大的空間感。整個(gè)的音頻工作，全部通過(guò)數(shù)字音頻完成。一方面使影片音頻制作的發(fā)展趨勢(shì)；另一方面也可以給人們帶來(lái)優(yōu)質(zhì)的聽(tīng)覺(jué)感受。
3數(shù)字技術(shù)讓我們建立新的電影觀念
千百年來(lái)，人們知道，只有“看得見(jiàn)，摸得著”的東西才是真實(shí)存在的東西，而現(xiàn)代影視迫使人們改變了這一觀念，往往看得真真切切的東西，卻分明純屬子虛烏有。在一個(gè)數(shù)字化的“虛擬真實(shí)”王國(guó)里,觀眾已經(jīng)從一個(gè)被動(dòng)的觀賞者變成了藝術(shù)“虛擬世界”的某種意義上的“主宰”。只要觀眾愿意，在“金蘋果”的故事中，你可以以特洛伊王子帕里斯的身份依次接受赫拉、雅典娜和阿佛洛狄忒給他的許諾，或與最美麗的女子海倫結(jié)為伉儷。當(dāng)大嘴美人羅伯茨在銀幕上歪著頭，美麗的眼睛夢(mèng)一般忽閃忽閃地沖著你微笑時(shí)，你如果可以拍拍她的臉蛋拉拉她的手，那么，對(duì)于你來(lái)說(shuō)，她和一個(gè)真正的羅伯茨有多大的分別呢?
當(dāng)“看得見(jiàn)”已經(jīng)不能在信任的時(shí)候，要想劃分正式和幻象，人們能夠使用的最終法寶就是“摸得著”。然而，在“集成就是觸摸”的理論（德克霍夫提出）出現(xiàn)之后，人們的這一法寶卻再次的失去了“魔力”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之前多應(yīng)用在游戲里，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引進(jìn)激活了游戲者的觸覺(jué)， “戴手套”的游戲者對(duì)于之前的那種“可望而不可即”的立體動(dòng)畫有了較強(qiáng)的控制能力，不但能夠“可望”，同時(shí)也能夠觸手“可及”。在交互式的影片之中也會(huì)產(chǎn)生，人們能夠按照自身喜好，進(jìn)入電影中扮演自己喜歡的角色，就和玩電子游戲機(jī)似地簡(jiǎn)單。人們還能夠讓影片中的主角依據(jù)自身的愛(ài)好來(lái)加工，例如，讓黛米?摩爾扮演林黛玉等等，能夠使不同的影迷自由地徜徉在影視圈中。假如能夠研制成功量子計(jì)算機(jī)，電腦技術(shù)就會(huì)更加的強(qiáng)大有力，可以說(shuō)人們的“所見(jiàn)即所想，所想即所得”的夢(mèng)想能夠很快變成現(xiàn)實(shí)?；蛟S，在將來(lái)電腦虛擬的世界里，真得可以用“只怕想不到的，沒(méi)有辦不到的”這句話來(lái)形容。
當(dāng)克隆技術(shù)受到全人類普遍關(guān)注的時(shí)候，特別是當(dāng)生物克隆人在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用遇到種種復(fù)雜的倫理道德方面的困擾時(shí)，夢(mèng)幻視野虛擬影像中的“克隆明星”并不會(huì)遇到這些問(wèn)題。隨著數(shù)字技術(shù)的日益精密化，“非人影星”的出現(xiàn)似乎也指日可待了。目前，美國(guó)科學(xué)界已經(jīng)看到了預(yù)示這一未來(lái)的東西：一個(gè)名叫蒙蒂的銀幕“克隆人”，它能讀出現(xiàn)場(chǎng)輸入一個(gè)便攜式電腦的語(yǔ)句，而且口形和發(fā)音能夠與真人一樣保持一致。盡管到目前為止，蒙蒂的聲音聽(tīng)上去還有人工合成的痕跡，但是，人們有理由相信，相應(yīng)的聲音合成技術(shù)攻關(guān)組織很快會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題的。正如沃爾特?迪斯尼圖像設(shè)計(jì)公司負(fù)責(zé)研究與開發(fā)的資深副總裁埃里克?哈茲爾廷所說(shuō)的，這個(gè)夢(mèng)幻世界的數(shù)字“克隆人”蒙蒂很可能就是把電影業(yè)帶入一個(gè)全新空間的向?qū)А?/p>
總之，數(shù)字化對(duì)影視藝術(shù)的影響將是多方面的，有些影響甚至是革命性的。但是，令人目不暇接的數(shù)字特技畫面永遠(yuǎn)只是影視藝術(shù)的輔助手段，它不可能取代演員的表演，不可能占據(jù)主宰地位。觀眾欣賞時(shí)，他們所關(guān)注的是故事的情節(jié)和演員的表演，銀幕上顯示出來(lái)的那種影像是否為真實(shí)的再現(xiàn)，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是否有真實(shí)感，影片的效果是否能夠打動(dòng)人、感染人。因此，我認(rèn)為：數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造了神話，創(chuàng)造了奇跡，這只能預(yù)示著它發(fā)展到一定的程度，將會(huì)有新的藝術(shù)形式（第九藝術(shù)）的誕生，并不預(yù)示著影視藝術(shù)的末日，只是到那時(shí)影視藝術(shù)在人類生活中的作用和格局會(huì)發(fā)生一定程度的改變。
參考文獻(xiàn)：
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摘 要：時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步給我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了優(yōu)越的土壤，同時(shí)也為機(jī)電一體化的進(jìn)步奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文分析了當(dāng)前計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化發(fā)展中的應(yīng)用特征及作用，探討了計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化發(fā)展中的功能優(yōu)勢(shì)，以期對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)及機(jī)電一體化的發(fā)展有所助益。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；機(jī)電一體化；應(yīng)用發(fā)展
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐漸覆蓋到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，并逐漸成熟，發(fā)揮著不可替代的重要作用?？梢哉f(shuō)，計(jì)算機(jī)技術(shù)改變了社會(huì)發(fā)展模式，豐富了人們的生活內(nèi)容，成為這個(gè)時(shí)代中具有里程碑式的代表。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展正朝著一個(gè)更加廣闊的方向發(fā)展，尤其是在機(jī)電一體化發(fā)展中，發(fā)揮了不可忽視的作用，不僅有力地推動(dòng)了機(jī)電一體化的快速發(fā)展，同時(shí)也對(duì)機(jī)電生產(chǎn)工藝及設(shè)備控制檢測(cè)等方面做到了積極有效的監(jiān)控作用，保障了工控機(jī)技術(shù)的順利開展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，工控機(jī)技術(shù)也隨之向著數(shù)字化和專業(yè)化的方向發(fā)展，工控機(jī)系統(tǒng)也逐漸實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)智能化和集成化，可以說(shuō)，計(jì)算機(jī)技術(shù)給機(jī)電一體化的發(fā)展提供了更加廣闊的空間，機(jī)電一體化發(fā)展必將有更加美好的前景。機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代高新科技的重要組成部分，只有發(fā)展好機(jī)電一體化技術(shù)，才能保障其它高科技健康良好地發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)則為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)二者有著密切的關(guān)聯(lián)，互為依靠又各具特點(diǎn)，所以，當(dāng)前計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展也滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)也拓寬了機(jī)電一體化的發(fā)展之路。
一、機(jī)電一體化概述
通過(guò)各個(gè)傳感器的外部命令及檢測(cè)信息，能夠被信息單位和系統(tǒng)控制進(jìn)行加工、集中、分析和儲(chǔ)存，并對(duì)信息處理后的結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析，同時(shí)在相應(yīng)的節(jié)奏和程序的命令下，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作并保證有目的的運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)電一體化是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要包括計(jì)算機(jī)、轉(zhuǎn)換器和數(shù)控、外部設(shè)備等組成。機(jī)電一體化技術(shù)在處理信息時(shí)要具備速度快、可靠性強(qiáng)、抗干擾等特點(diǎn)，并通過(guò)機(jī)電一體化系統(tǒng)的處理控制，使其各項(xiàng)功能更加完善。在當(dāng)前的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，在軟硬件的支持下，系統(tǒng)控制單元能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行更及時(shí)準(zhǔn)確的收集分析，最終完成決策判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的有效控制。在當(dāng)前的一些智能化系統(tǒng)中，對(duì)于信息的控制有一部分是來(lái)自于對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和推理過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)在對(duì)信息的處理過(guò)程中一般包括了信息的運(yùn)算、決策與判斷等環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理之間的關(guān)系非常密切，計(jì)算機(jī)是信息處理的工具，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)涉及的范圍較廣，不僅包括軟件硬件，同時(shí)還包括了各種網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信息處理發(fā)揮著重要的支撐作用。在機(jī)電一體發(fā)展中，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于信息處理能力較強(qiáng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而信息處理對(duì)于機(jī)電一體化的發(fā)展又有著直接的影響作用，積極準(zhǔn)確的信息處理能夠有效提升機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量水平，所以，決定機(jī)電一體化發(fā)展的重要指標(biāo)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用及信息處理技術(shù)，只有真正實(shí)現(xiàn)二者的有效結(jié)合，才能真正為機(jī)電一體化發(fā)展發(fā)揮作用。
二、計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)電一體化的影響
1、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)工控機(jī)技術(shù)的影響
世界上第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)誕生于美國(guó)，如今已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。相比世界發(fā)達(dá)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)，我國(guó)在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的l展還有一定差距。盡管如此，自從改革開放以來(lái)，我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)也經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，通過(guò)不斷的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，各種數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，并取得了一定成就。目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的研究已經(jīng)逐漸向著更加標(biāo)準(zhǔn)和開放的方向努力。工控機(jī)屬于工業(yè)類產(chǎn)品，具有一定的工業(yè)特點(diǎn)，而計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)，不僅打破了傳統(tǒng)環(huán)境的束縛，而且能夠保持更穩(wěn)定有效的工作。雖然工控機(jī)先后曾經(jīng)歷了一系列的工業(yè)改造，但是其本質(zhì)仍然屬于工業(yè)，因此，其中存在的一些問(wèn)題仍然無(wú)法得到有效解決，例如元器件失效率高、維護(hù)難度大等。為了能夠更有效地使用計(jì)算機(jī)，滿足計(jì)算機(jī)需要，對(duì)于工控機(jī)的研究還在不斷深入。
2、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化的影響
在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。隨著對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的不斷深入，新的計(jì)算機(jī)軟件也得到了前所未有的發(fā)展，這也在一定程度上推動(dòng)了機(jī)電一體化的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)軟件操作系統(tǒng)的研發(fā)與使用，不僅給計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展帶來(lái)了更大的機(jī)遇，同時(shí)也為機(jī)電一體化的發(fā)展應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。在當(dāng)前的科技市場(chǎng)中，對(duì)一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件最有效的體現(xiàn)在于其不僅能夠在各構(gòu)件中兼容，而且從使用到維護(hù)都十分方便，計(jì)算機(jī)技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)相融合，更好地發(fā)揮其內(nèi)在功能。而計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)想要做到這些，就必須充分發(fā)展行業(yè)軟件技術(shù)。計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)也給計(jì)算機(jī)廠商創(chuàng)造了更大的發(fā)展空間，并能夠最大化地提升他們的經(jīng)濟(jì)效益。由此，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)廠商開始將目光聚焦到計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)開發(fā)中來(lái)。隨著機(jī)電一體化的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)廠商將重點(diǎn)放在了相關(guān)軟件的研發(fā)上來(lái)，不僅進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展，同時(shí)也營(yíng)造了更為良好的軟件研發(fā)環(huán)境。目前，一些硬件提供商也參與到數(shù)據(jù)軟件的研發(fā)上來(lái)，以期使其硬件配置更好地服務(wù)于軟件系統(tǒng)，因此，當(dāng)前的IP技術(shù)在市場(chǎng)上越來(lái)越受到關(guān)注，并獲得了廣大用戶的青睞，這也給機(jī)電一體化軟件的發(fā)展開創(chuàng)了更加廣闊的前景。
三、計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電一體化的結(jié)合
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了不同的歷史時(shí)期，如今，從新能源技術(shù)到生物科技、信息自動(dòng)化技術(shù)再到新材料技術(shù)，這些新型技術(shù)都在不斷形成和發(fā)展。新的技術(shù)發(fā)展，也給機(jī)械工業(yè)帶來(lái)了巨大變革，使機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都發(fā)生了前所未有的變化?？梢哉f(shuō)，高科技為工業(yè)發(fā)展樹立了新的風(fēng)向標(biāo)。在當(dāng)前科技迅猛發(fā)展的背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化發(fā)展中，不僅能夠有效提升機(jī)電產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和機(jī)械工業(yè)的技術(shù)革命。計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)電一體發(fā)展的應(yīng)用，是將多種技術(shù)融合在一起，在信息系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上，使計(jì)算機(jī)軟件等相關(guān)技術(shù)共同發(fā)展起來(lái)。機(jī)電一體化的發(fā)展也不再局限于某一種技術(shù)內(nèi)容，而是更多地融合了信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)等，使其成為一門多學(xué)科交叉的技術(shù)類型，應(yīng)用于更廣泛的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。
四、結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日漸成熟，在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著不可忽視的重要作用。機(jī)電一體化的發(fā)展并不是獨(dú)立的，計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化發(fā)展中充當(dāng)著重要的角色，隨著科技的進(jìn)步與完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)也會(huì)不斷向著更深層次的方向發(fā)展，也會(huì)顯現(xiàn)出更加多元化的技術(shù)特點(diǎn)，為機(jī)電一體化發(fā)展提供更有力的支持，進(jìn)一步拓寬機(jī)電一體化的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞] 機(jī)電一體化 發(fā)展 應(yīng)用
機(jī)電一體化指的是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進(jìn)微電子技術(shù)，并且將機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機(jī)電一體化技術(shù)”是機(jī)械、微電子和信息三項(xiàng)技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。
一、機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展
1.全息系統(tǒng)化 全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來(lái)越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電一體化的研究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒(méi)有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2.微型機(jī)電化 在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過(guò)半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒(méi)有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。
3.光機(jī)電一體化 光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
4.產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來(lái)了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢銷全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。
5.產(chǎn)品綠色化 隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質(zhì)需求豐富，生活舒適；②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因?yàn)檫@些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，那么此時(shí)，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后還能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過(guò)程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境盡可能的無(wú)害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其具有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1.總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2.開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3.WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4.大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5.能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6.系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7.以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
結(jié)語(yǔ)
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，有利實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時(shí)，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國(guó)家?guī)?lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京.科學(xué)出版社.2004.
關(guān)鍵詞：智慧醫(yī)療；物聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)健康
Abstract:The development of smart health applications is still predominately in the government domain and is limited by skills shortage and a lack of standards. As smart health applications become more commonplace, demand for terminals will increase and comprehensive interconnection will be necessary. In this paper, we suggest that the goal of such applications is to allow every user to benefit from collaborative, coordinated, and intelligent health services. A smart health industry will include governments, medical service providers, pharmaceutical companies, and equipment manufacturers.
Key words:smart health; Internet of things; interactive health
智慧醫(yī)療作為生命科學(xué)和信息技術(shù)交叉學(xué)科，為用戶提供了醫(yī)療健康互動(dòng)服務(wù)保障，逐漸成為未來(lái)生活必不可少的一部分。在近年的智慧醫(yī)療的應(yīng)用推廣中突顯出政府主導(dǎo)性、規(guī)模有限性、標(biāo)準(zhǔn)性缺乏等特點(diǎn)，同時(shí)也展現(xiàn)出巨大市場(chǎng)潛力和未來(lái)應(yīng)用推廣的發(fā)展趨勢(shì)。
1 智慧醫(yī)療概念及業(yè)務(wù)形式
智慧醫(yī)療是一門新興學(xué)科，也是一門交叉學(xué)科，融合了生命科學(xué)和信息技術(shù)。智慧醫(yī)療的關(guān)鍵技術(shù)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和通信技術(shù)的重要組成部分。智慧醫(yī)療通過(guò)打造以電子健康檔案為中心的區(qū)域醫(yī)療信息平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng)，逐步達(dá)到全面信息化。
目前，類似概念很多，諸如無(wú)線醫(yī)療、移動(dòng)醫(yī)療、物聯(lián)健康等說(shuō)法，然而從以上概念的核心特征看均屬于智慧醫(yī)療范疇。根據(jù)信息互動(dòng)主體不同，智慧醫(yī)療的業(yè)務(wù)范圍大體分為智慧醫(yī)院服務(wù)、區(qū)域醫(yī)療交互服務(wù)、社區(qū)/家庭自助健康監(jiān)護(hù)服務(wù)、智能遠(yuǎn)程急救服務(wù)。
1.1 智慧醫(yī)院服務(wù)
智慧醫(yī)院服務(wù)主要指在醫(yī)院范圍內(nèi)部展開的智能化業(yè)務(wù)，一方面有方便患者的智能化服務(wù)，如患者無(wú)線定位、患者智能輸液、智能導(dǎo)醫(yī)等(如圖1所示為患者智能輸液的業(yè)務(wù)流程，在藥品配發(fā)、輸液耗材配發(fā)、人藥匹配上均自動(dòng)化實(shí)現(xiàn))；另一方面有方便醫(yī)護(hù)人員的智能化服務(wù)，如防盜、視頻監(jiān)控、一卡通、無(wú)線巡更、手術(shù)示教、護(hù)理呼叫等。此外，醫(yī)院之間的遠(yuǎn)程會(huì)診也是智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)的重要組成部分。
在智慧醫(yī)院內(nèi)部信息化平臺(tái)方面，各醫(yī)院正在加速實(shí)施基于信息化平臺(tái)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)的整體建設(shè)。建立以患者為中心，以優(yōu)化流程為導(dǎo)向，以電子病歷為信息單元的醫(yī)療臨床信息標(biāo)準(zhǔn)化、電子化、語(yǔ)義化處理平臺(tái)，在實(shí)現(xiàn)臨床信息采集與存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)臨床信息的深入利用。同時(shí)，在有資源有實(shí)力的醫(yī)院逐步整合HIS，醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)(PACS、RIS)、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIS)、會(huì)診系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臨床科研一體化以及醫(yī)療信息集成和共享交換，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療臨床信息的深層次利用。
在智慧醫(yī)院醫(yī)生所持終端方面，逐漸向智能化、便捷化發(fā)展。據(jù)Manhattan研究所預(yù)言，到2012年，81%的醫(yī)生將擁有一部智能手機(jī)。然而在Manhattan研究所2011年5月的報(bào)告中展現(xiàn)，這一數(shù)字已經(jīng)在2011年得以實(shí)現(xiàn)。隨著終端產(chǎn)品的小型化及屏幕分辨率提高，移動(dòng)護(hù)士站、醫(yī)用Pad終端已開始在部分醫(yī)院中應(yīng)用[1]。
1.2 區(qū)域醫(yī)療服務(wù)
區(qū)域醫(yī)療服務(wù)信息化是以用戶為中心，將公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、疾病控制甚至包括社區(qū)自助健康服務(wù)的內(nèi)容相互聯(lián)系起來(lái)。該信息化服務(wù)以健康檔案信息的采集、存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，自動(dòng)產(chǎn)生、分發(fā)、推送工作任務(wù)清單，為區(qū)域內(nèi)各類衛(wèi)生機(jī)構(gòu)開展醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)活動(dòng)提供支撐。該服務(wù)作為“十二五”衛(wèi)生信息化的主要組成部分，將在“十二五”醫(yī)療衛(wèi)生規(guī)范中成為醫(yī)療信息化建設(shè)重點(diǎn)內(nèi)容之一。
區(qū)域醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)是連接區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)基本業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享平臺(tái)，是不同系統(tǒng)間進(jìn)行信息整合的基礎(chǔ)和載體。圖2展示的是基于電子健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)基本架構(gòu)。通過(guò)該平臺(tái)，將實(shí)現(xiàn)以電子健康檔案信息的中心的婦幼保健、疾控、醫(yī)療服務(wù)等各系統(tǒng)的信息進(jìn)行協(xié)同和共享。從業(yè)務(wù)角度看，平臺(tái)可支撐多種業(yè)務(wù)，而非僅服務(wù)于特定應(yīng)用層面。
1.3 家庭自助健康監(jiān)護(hù)服務(wù)
健康監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)主要直接針對(duì)個(gè)人類或家庭類客戶，主要實(shí)現(xiàn)方式為通過(guò)手機(jī)、家庭網(wǎng)關(guān)或?qū)Ｓ玫耐ㄐ旁O(shè)備，將用戶使用各種健康監(jiān)護(hù)儀器采集到的體征信息實(shí)時(shí)(或準(zhǔn)實(shí)時(shí))傳輸至中心監(jiān)護(hù)平臺(tái)，同時(shí)可與專業(yè)醫(yī)師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行互動(dòng)、交流，獲取專業(yè)健康指導(dǎo)。實(shí)現(xiàn)形式多種多樣，也可結(jié)合區(qū)域醫(yī)療服務(wù)信息化平臺(tái)，開展全民建檔及電子健康檔案信息更新；也可與應(yīng)急指揮聯(lián)動(dòng)平臺(tái)結(jié)合，結(jié)合定制化手機(jī)或定位網(wǎng)關(guān)提供一鍵呼、預(yù)報(bào)警等功能。
健康監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同可分為家庭健康監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)、個(gè)人健康監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)和車載急救監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)幾類，各場(chǎng)景對(duì)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)及終端的關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現(xiàn)形式均有不同需求。
圖3展現(xiàn)了健康監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)架構(gòu)，其中涵蓋健康監(jiān)護(hù)終端、數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)關(guān)、信息展現(xiàn)平臺(tái)等終端實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)。
2 智慧醫(yī)療應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)
智慧醫(yī)療需要新一代的生命科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)作為支撐，才能實(shí)現(xiàn)全面、透徹、精準(zhǔn)、便捷的服務(wù)。智慧醫(yī)療體系架構(gòu)圖如圖4所示。智慧醫(yī)療在整個(gè)泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)體系中所涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層的各種關(guān)鍵技術(shù)。
(1)技術(shù)范圍廣
在智慧醫(yī)療相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層的關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)以上介紹的幾類業(yè)務(wù)場(chǎng)景所相關(guān)的技術(shù)包括：
?智能感知類技術(shù)，如射頻標(biāo)識(shí)(RFID)技術(shù)、定位技術(shù)、體征感知技術(shù)、視頻識(shí)別技術(shù)等。智慧醫(yī)療中的相關(guān)數(shù)據(jù)主要從醫(yī)院和用戶家中各系統(tǒng)傳出信息的傳感器獲取的，實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)、識(shí)別、控制和定位。
?信息互通類技術(shù)，如上下文感知中間件技術(shù)、電磁干擾技術(shù)、高能效傳輸技術(shù)等。實(shí)現(xiàn)用戶與醫(yī)療機(jī)構(gòu)、服務(wù)機(jī)構(gòu)之間健康信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)作的數(shù)字溝通渠道，為整個(gè)醫(yī)療系統(tǒng)海量信息的分析挖掘提供通道基礎(chǔ)。
?信息處理技術(shù)，如分布式計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)等，完成對(duì)各類傳感器原始測(cè)報(bào)或經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析，更高層次的信息融合實(shí)現(xiàn)對(duì)原始信息進(jìn)行特征提取，再進(jìn)行綜合分析和處理。
(2)技術(shù)需求個(gè)性化強(qiáng)
針對(duì)幾類醫(yī)療健康場(chǎng)景采用的關(guān)鍵技術(shù)也各有不同特點(diǎn)，具有一定復(fù)雜性。
?針對(duì)智慧醫(yī)院場(chǎng)景下環(huán)境復(fù)雜、多種終端共存、醫(yī)用設(shè)備防干擾要求高等特點(diǎn)，醫(yī)療健康環(huán)境電磁干擾技術(shù)要求成為智慧醫(yī)院場(chǎng)景下一個(gè)重點(diǎn)要求。包括臨床場(chǎng)景下多徑環(huán)境下多個(gè)移動(dòng)用戶及射頻干擾源時(shí)對(duì)醫(yī)療設(shè)備的電磁干擾影響，目前中國(guó)聯(lián)通研究院與北京郵電大學(xué)開展合作“國(guó)際科技合作項(xiàng)目”擬與加拿大合作針對(duì)室內(nèi)電磁輻射級(jí)別的室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行建模，用于蒙特利爾醫(yī)院無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)環(huán)境下的電磁干擾及覆蓋研究。
?無(wú)線定位技術(shù)是第三代移動(dòng)通信的重要技術(shù)之一，根據(jù)醫(yī)院、家庭、野戰(zhàn)環(huán)境下實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)需求，提出三維空間的精確定位的要求，目前業(yè)內(nèi)已提出了許多室內(nèi)定位技術(shù)解決方案，如ZigBee定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、超寬帶技術(shù)、光跟蹤定位技術(shù)，以及圖像分析、信標(biāo)定位、計(jì)算機(jī)視覺(jué)定位技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)醫(yī)護(hù)人員、病人、醫(yī)療設(shè)備等目標(biāo)移動(dòng)條件下的精確定位。
?高效傳輸技術(shù)是指充分利用不同信道的傳輸能力構(gòu)成一個(gè)完整的傳輸系統(tǒng)，使信息得以可靠傳輸?shù)募夹g(shù)。針對(duì)醫(yī)療健康信息傳輸?shù)男枰槍?duì)醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)，研究能夠有效壓縮醫(yī)療傳感器數(shù)據(jù)流、醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的新的壓縮算法；針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高能效傳輸技術(shù)研究，涵蓋傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式協(xié)作分集傳輸算法，從而提高傳感器節(jié)點(diǎn)及整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能效。
(3)技術(shù)門檻高
智慧醫(yī)療屬新興行業(yè)，但其涉及技術(shù)和研發(fā)成本偏高，在為傳統(tǒng)醫(yī)療信息系統(tǒng)和設(shè)備廠商帶來(lái)商機(jī)的同時(shí)，也將一些研發(fā)實(shí)力薄弱、投入資金有限的企業(yè)逐漸排擠出智慧醫(yī)療主流產(chǎn)品供應(yīng)商。
基于以上技術(shù)分析，面向智慧醫(yī)療的一些關(guān)鍵技術(shù)仍不成熟，還待繼續(xù)完善、研發(fā)、產(chǎn)品化。規(guī)?；a(chǎn)和產(chǎn)業(yè)布局仍需投入較大研發(fā)成本，因此對(duì)企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)能力、技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)品沉淀有較高的要求。
3 智慧醫(yī)療應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀
智慧醫(yī)療領(lǐng)域在電信運(yùn)營(yíng)商眼中的位置正變得越來(lái)越重要。近年來(lái)，無(wú)論是中國(guó)運(yùn)營(yíng)商還是國(guó)際運(yùn)營(yíng)商，都在積極向這一領(lǐng)域擴(kuò)張。運(yùn)營(yíng)商不僅將提供醫(yī)療信息化服務(wù)作為履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任的舉措，而且也將其視為新的盈利增長(zhǎng)點(diǎn)。在組織結(jié)構(gòu)上，全球重要電信運(yùn)營(yíng)商紛紛成立了專門的部門以負(fù)責(zé)醫(yī)療信息化的運(yùn)營(yíng)，并且還大量聘請(qǐng)來(lái)自醫(yī)療機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)信息技術(shù)的高管組成咨詢委員會(huì)。這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商了解醫(yī)療行業(yè)需求具有重要的作用。除此之外，運(yùn)營(yíng)商還非常重視與產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)環(huán)節(jié)建立伙伴關(guān)系。在服務(wù)方面，運(yùn)營(yíng)商非常重視網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)施的部署，這是提供醫(yī)療信息化服務(wù)的基礎(chǔ)[2]。
2010年，運(yùn)營(yíng)商西班牙電信強(qiáng)勢(shì)進(jìn)軍醫(yī)療信息領(lǐng)域，專門成立了智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)部門。西班牙電信采取了進(jìn)軍電子醫(yī)療業(yè)務(wù)領(lǐng)域的做法。提供開發(fā)并銷售基于ICT的醫(yī)療業(yè)務(wù)，包括通過(guò)移動(dòng)方式提醒患者就醫(yī)、適用于慢性病患者的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程修改病歷以及基于視頻會(huì)議的病患咨詢等。
AT&T公司最近在管理層架構(gòu)中新設(shè)了一個(gè)全新的高層職位――首席醫(yī)療信息官。該舉措標(biāo)志著該公司已經(jīng)將智慧醫(yī)療行業(yè)作為一大潛力領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。AT&T公司針對(duì)行業(yè)中醫(yī)院、醫(yī)生、公共衛(wèi)生人員、納稅人等不同的主體提供了相應(yīng)的解決方案。AT&T提供了包括醫(yī)療信息交換、遠(yuǎn)程醫(yī)療、安全服務(wù)、災(zāi)后恢復(fù)、統(tǒng)一通信、遠(yuǎn)程醫(yī)療等解決方案。
Vodafone在智慧醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注三類主體，制藥公司、醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)和醫(yī)療保險(xiǎn)提供者。Vodafone研發(fā)團(tuán)隊(duì)提供應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。醫(yī)療機(jī)構(gòu)員工可通過(guò)移動(dòng)終端以遠(yuǎn)程方式方便接入其應(yīng)用系統(tǒng)，使其能夠?qū)崟r(shí)接入最新醫(yī)療健康數(shù)據(jù)并使用其他資源，以方便服務(wù)客戶、判斷產(chǎn)品效能、指導(dǎo)安全用藥、提高產(chǎn)品和服務(wù)效率。
此外，國(guó)際幾家主要的平臺(tái)研發(fā)企業(yè)和服務(wù)提供商也高調(diào)介入智慧醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)域。
高通公司宣布組建全資子公司――高通生命公司，將運(yùn)營(yíng)此前的高通無(wú)線醫(yī)療部門業(yè)務(wù)。同時(shí)還將設(shè)立規(guī)模為1億美元的高通生命基金，由高通公司的投資集團(tuán)――高通風(fēng)險(xiǎn)投資管理。高通生命公司的首項(xiàng)產(chǎn)品――無(wú)線醫(yī)療終端的2net™平臺(tái)，目前已上市。旨在通過(guò)基于云的解決方案將無(wú)線醫(yī)療終端互連，以方便終端用戶、他們的醫(yī)療保健服務(wù)提供者和護(hù)理者訪問(wèn)生物計(jì)量信息。谷歌和IBM公司在2009年即宣布，患者可以使用IBM的軟件從他們的醫(yī)療設(shè)備，如血壓和血糖監(jiān)測(cè)的接口來(lái)傳輸各自的數(shù)據(jù)，并通過(guò)谷歌在線錄入個(gè)人健康記錄庫(kù)中。
英特爾公司和通用電氣公司也早在2009年建立合作關(guān)系，在智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)領(lǐng)域開展深入合作。他們發(fā)起成立了康體佳健康聯(lián)盟，旨在實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備和系統(tǒng)之間交換信息標(biāo)準(zhǔn)化。
然而，在過(guò)去的3～5年內(nèi)，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商的智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)與國(guó)際方向不同，大多數(shù)地方運(yùn)營(yíng)商目前主要提供的是一些保健、健康提醒類信息服務(wù)，多是為用戶提供疾病預(yù)防和飲食調(diào)養(yǎng)之類的信息推送服務(wù)或預(yù)約類服務(wù)。該類普適性的信息用戶也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)獲得，缺乏針對(duì)性，并且在服務(wù)鏈中多以“啞管道”提供者角色出現(xiàn)，介入服務(wù)深入有限，對(duì)用戶的吸引力有限，仍未在醫(yī)療健康信息服務(wù)本身中產(chǎn)生價(jià)值。令人鼓舞的是，近來(lái)中國(guó)智慧醫(yī)療應(yīng)用發(fā)展，其多數(shù)發(fā)展模式是在延承國(guó)際健康服務(wù)先進(jìn)理念的同時(shí)兼顧具體國(guó)情，其經(jīng)驗(yàn)具有借鑒價(jià)值。如何突破價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)“瓶頸”，積累充足且合格的專業(yè)人才，梳理優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，加強(qiáng)信息化建設(shè)，建立適合中國(guó)國(guó)情的智慧醫(yī)療發(fā)展模式與發(fā)展戰(zhàn)略，已經(jīng)成為決定智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)未來(lái)命運(yùn)的主要因素。
綜上，目前全球智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)發(fā)展均突顯出以下共同特點(diǎn)：
?傳統(tǒng)通信行業(yè)多以ICT基礎(chǔ)業(yè)務(wù)作為智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)切入點(diǎn)和業(yè)務(wù)開展基礎(chǔ)。
?智慧醫(yī)療作為行業(yè)信息化的一種典型應(yīng)用，具有行業(yè)特點(diǎn)強(qiáng)、個(gè)性化要求高特點(diǎn)。
?智慧醫(yī)療作為新興行業(yè)，目前仍未形成成熟產(chǎn)業(yè)鏈，各合作伙伴正在探索未來(lái)發(fā)展模式。
4 智慧醫(yī)療應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
通過(guò)對(duì)全球智慧醫(yī)療技術(shù)特點(diǎn)分析及業(yè)務(wù)現(xiàn)狀梳理，可見(jiàn)智慧醫(yī)療將成為健康管理最有效的適宜技術(shù)。智慧醫(yī)療將覆蓋影響個(gè)人及人群的健康因素全生命周期的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)有效地利用以用戶為中心的健康信息及各類醫(yī)療資源來(lái)達(dá)到最大健康效果。中國(guó)的智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)是在中國(guó)特定的制度環(huán)境下新興的醫(yī)療服務(wù)業(yè)態(tài)，目前仍沒(méi)有形成成熟的模式可供比較和參考，在近年的發(fā)展過(guò)程中展現(xiàn)出政府參與度加強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、物聯(lián)健康終端需求猛增、互聯(lián)互通更加全面等特點(diǎn)。
(1)政府參與加強(qiáng)
智慧醫(yī)療作為一種新興的醫(yī)療服務(wù)業(yè)態(tài)，沒(méi)有相對(duì)成熟的商業(yè)模式可供參考，目前中國(guó)還缺乏與之相匹配的法律、政策及規(guī)范，現(xiàn)行政策按醫(yī)院審批和監(jiān)管模式進(jìn)行，為醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)發(fā)展帶來(lái)了一些困難，對(duì)個(gè)人電子健康檔案信息法律保護(hù)缺失。隨著中國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生“十二五”規(guī)劃出臺(tái)，明確醫(yī)療信息化建設(shè)作為“四梁八柱”之一，要求利用現(xiàn)代化的信息手段，推動(dòng)醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革，為百姓提供安全、有效、方便、價(jià)廉的基本衛(wèi)生服務(wù)，并進(jìn)一步明確“3521”工程建設(shè)要求，即建設(shè)國(guó)家、省和市州3級(jí)衛(wèi)生信息平臺(tái)，加強(qiáng)公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、新農(nóng)合、基本藥物制度和綜合管理等5項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，建設(shè)居民電子健康檔案、電子病歷2個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和1個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)3年內(nèi)，醫(yī)療主管機(jī)關(guān)將逐漸針對(duì)人群、服務(wù)范圍、標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)相關(guān)政府監(jiān)管、法律、規(guī)范，解決健康體檢與健康診療、健康保險(xiǎn)的結(jié)合問(wèn)題[3]。
據(jù)谷歌宣布將從2012年1月1日起永久關(guān)閉個(gè)人醫(yī)療信息聚合服務(wù)Google Health，該服務(wù)的關(guān)閉反映出公共云服務(wù)的現(xiàn)狀，也表明公眾對(duì)于將個(gè)人信息存放于免費(fèi)服務(wù)的意愿仍不夠強(qiáng)烈，用戶更期望政府監(jiān)管下的健康信息服務(wù)。
(2)應(yīng)用范圍更廣
隨著應(yīng)用系統(tǒng)和終端產(chǎn)品的逐漸成熟完善，智慧醫(yī)療的應(yīng)用范圍也將逐漸拓廣，智慧醫(yī)療的應(yīng)用范圍逐漸覆蓋用戶全生命周期，從新生兒出生、新生兒家庭訪視、兒童健康檢查、預(yù)防接種、健康體檢、高血壓患者隨訪、糖尿病患者隨訪、重性精神疾病患者隨訪、老年人健康管理、健康教育等一系列活動(dòng)。在國(guó)際上，IDC研究公司2011年數(shù)據(jù)顯示，大約14%的美國(guó)成年人使用智慧醫(yī)療的移動(dòng)醫(yī)療程序管理保健、健康和慢性病問(wèn)題。中國(guó)衛(wèi)生部“3521”工程明確提出重點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中包括藥物管理、公共衛(wèi)生信息管理、新農(nóng)合監(jiān)管、城鎮(zhèn)醫(yī)療保障、藥品器械信息化監(jiān)管、遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、共享協(xié)作服務(wù)等，智慧醫(yī)療也將覆蓋以上范圍。
(3)物聯(lián)健康終端需求猛增
據(jù)ABI研究公司2011年的一份研究報(bào)告中預(yù)測(cè)，2016年可佩帶設(shè)備的市場(chǎng)需求將超過(guò)1億臺(tái)，未來(lái)將有8 000萬(wàn)該類設(shè)備成為健身感測(cè)器。ABI預(yù)測(cè)，在未來(lái)5年中，消費(fèi)者在體育、健身以及臨床上使用的心率監(jiān)測(cè)器和可佩帶血壓計(jì)等設(shè)備將促進(jìn)無(wú)線感測(cè)器的應(yīng)用。藍(lán)牙4.0等新型低功率無(wú)線技術(shù)也將與社交網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)相結(jié)合促進(jìn)無(wú)線感測(cè)器的應(yīng)用[4]。根據(jù)InMedica公司2010年報(bào)道，在世界范圍內(nèi)，遠(yuǎn)程醫(yī)療使用的家庭血糖儀、血壓計(jì)、體重秤、脈動(dòng)血氧計(jì)和峰值流量計(jì)等聯(lián)合裝置的發(fā)運(yùn)量將增長(zhǎng)到160多萬(wàn)臺(tái)。
可見(jiàn)物聯(lián)健康終端產(chǎn)品，將在未來(lái)3～5年里成為廣大市民主要健康業(yè)務(wù)必不可少的一部分，尤其對(duì)于管理慢性病，尤其是慢性阻塞性肺病(COPD)、充血性心力衰竭(CHF)、高血壓和糖尿病[5-6]。
以便捷化、低成本化、移動(dòng)化為特征的物聯(lián)網(wǎng)健康終端也將隨著智慧醫(yī)療應(yīng)用范圍拓廣急劇增加。
(4)醫(yī)療信息互聯(lián)互通將普遍
隨著中國(guó)區(qū)域醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)分階段開始部署、搭建，未來(lái)的智慧醫(yī)療將真正實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息的互聯(lián)互通。而且，預(yù)計(jì)智慧醫(yī)療將成為一個(gè)多級(jí)、多層面的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，完成多個(gè)信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、估計(jì)和組合，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)多元數(shù)據(jù)相關(guān)信息的全面加工和協(xié)同利用，最終實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息的融合。
5 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上分析，智慧醫(yī)療將成為未來(lái)醫(yī)療衛(wèi)生信息化的主要發(fā)展趨勢(shì)，其核心目標(biāo)是使得每一個(gè)用戶享受到協(xié)同的、協(xié)調(diào)的、智能化的醫(yī)療系統(tǒng)所提供的服務(wù)。從產(chǎn)業(yè)角度看，未來(lái)將創(chuàng)建一個(gè)以患者為中心、價(jià)值為基礎(chǔ)的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈，包括政府角色，醫(yī)療服務(wù)提供機(jī)構(gòu)角色，社區(qū)、藥品和設(shè)備制造商角色。智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈如圖5所示。
目前產(chǎn)業(yè)鏈各角色面向智慧醫(yī)療均有所動(dòng)作，或研發(fā)平臺(tái)產(chǎn)品，或研發(fā)芯片、或提供系統(tǒng)集成，或提供網(wǎng)絡(luò)，然而遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)針對(duì)智慧醫(yī)療信息為中心的有機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上下游互動(dòng)，只有實(shí)現(xiàn)各角色協(xié)同合作，才能真正打通面向智慧醫(yī)療的智能管道，提供協(xié)同化健康服務(wù)，用戶才能享受到最便捷、最放心的智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)。
6 參考文獻(xiàn)
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收稿日期：2012-01-12
作者簡(jiǎn)介
關(guān)鍵字 機(jī)電一體化 應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)
一、機(jī)電一體化概論
機(jī)電一體化技術(shù)是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)等高新技術(shù)群體基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)，是包括技術(shù)基礎(chǔ)，技術(shù)原理在內(nèi)的、使機(jī)電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。
隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，在以機(jī)械、電子技術(shù)為主的多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科。它包含機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電一體化產(chǎn)品兩方面的內(nèi)容。機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，顯示了強(qiáng)大的生命力。機(jī)電一體化將機(jī)械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了液壓支架定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。此外，引進(jìn)的工作面供電設(shè)備采用了微機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障查詢、閉鎖、先導(dǎo)保護(hù)和控制功能，也是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。煤礦運(yùn)輸設(shè)備的機(jī)電一體化進(jìn)程也十分迅速，近幾年來(lái)，引進(jìn)的電液控制軟啟動(dòng)在帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用達(dá)到很高水平，它利用計(jì)算機(jī)與液壓技術(shù)相結(jié)合，不僅具有良好的啟動(dòng)、停車、調(diào)速和功率平衡等功能，而且能監(jiān)測(cè)設(shè)備各部分的工況，對(duì)不正常狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)，顯示故障類型。礦井提升機(jī)是煤礦實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化水平最高的大型設(shè)備，全數(shù)字化交、直流提升機(jī)，尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一個(gè)整體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。
二、機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素
（一）機(jī)械本體部分
機(jī)械本體就像人體的身軀骨架，它是系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)包括機(jī)身框架機(jī)械連接等。
（二）動(dòng)力部分
動(dòng)力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運(yùn)動(dòng)一樣為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力功能，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使系統(tǒng)按照控制要求正常運(yùn)行。
（三）傳感部分
傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺(jué)器官，將系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)變成可識(shí)別的信號(hào)傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過(guò)分析處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息；其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成。
（四）執(zhí)行部分
執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項(xiàng)工作任務(wù)一樣，根據(jù)控制信息和指令完成各種動(dòng)作和功能；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件一般采用機(jī)械電磁電液等機(jī)構(gòu)。
（五）控制及信息處理部分
控制及信息處理部分猶如人的大腦指揮和控制全身運(yùn)動(dòng)并能記憶思考和判斷問(wèn)題一樣，將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息集中存儲(chǔ)分析加工并根據(jù)信息處理的結(jié)果按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行；它一般由計(jì)算機(jī)可編程序控制器數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與D/A轉(zhuǎn)換I/O輸入輸出接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。
三、機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
（一）高安全性能
機(jī)電一體化產(chǎn)品在很多領(lǐng)域具有較強(qiáng)的功能，其中包括有監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)等方面工作中發(fā)生一些電力故障的時(shí)候，機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)措施，使人和設(shè)備的損害降到最低，提高了使用設(shè)備的安全性能。
（二）高生產(chǎn)能力
機(jī)電一體化產(chǎn)品自動(dòng)處理信息和自動(dòng)控制能力很強(qiáng)，在控制和檢測(cè)方面的靈敏度和精度等都很高。機(jī)電一體化產(chǎn)品有自身的控制系統(tǒng)，通過(guò)啟動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)可以使機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成動(dòng)作，可以保證工作完成的質(zhì)量和產(chǎn)品的高合格率。機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也隨著自動(dòng)化的成功實(shí)現(xiàn)得以提高。
（三）高使用性能
機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了數(shù)字顯示和程序控制，這使得手柄和按鈕的數(shù)量得到很大程度的減少，方便了操作過(guò)程。機(jī)電一體化產(chǎn)品可以重復(fù)大量的動(dòng)作，更先進(jìn)的產(chǎn)品還能夠篩選工作程序。
（四）高適用范圍
機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和功能不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機(jī)電體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動(dòng)化的程度。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的自動(dòng)和智能功能可以輕松應(yīng)對(duì)用戶的需求。
（五）高可靠運(yùn)維
程度的控制可以對(duì)安裝調(diào)試機(jī)電一體化產(chǎn)品，在其控制系統(tǒng)中輸人控制程序就可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)控了，這樣就不用改變產(chǎn)品的零件或者哪一個(gè)部件了。機(jī)電一體化產(chǎn)品還能夠?qū)ぷ髦械墓收献詣?dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)和監(jiān)視等，并且可以自動(dòng)采取應(yīng)對(duì)措施。工作對(duì)象不同時(shí)，具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品可以根據(jù)存儲(chǔ)的執(zhí)行程序自動(dòng)工作。
關(guān)鍵詞:煤礦;機(jī)電一體化;發(fā)展與應(yīng)用
1機(jī)電一體化技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1．1機(jī)電一體化的定義
機(jī)電一體化(Mechatronics)是1971年由日本學(xué)者在日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》中提出的，是由機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等多學(xué)科形成的一門交叉學(xué)科，目前已經(jīng)發(fā)展成為部分學(xué)校的專門專業(yè)。但對(duì)于機(jī)電一體化的具體內(nèi)涵和概念學(xué)術(shù)界并未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。VanBrussel教授認(rèn)為，機(jī)電一體化是跨領(lǐng)域的并行工程，它包括機(jī)械、微電子、控制工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科，而機(jī)電一體化的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)上述多門學(xué)科和技術(shù)的綜合應(yīng)用。德國(guó)Isermann的教授認(rèn)為機(jī)電一體化屬于交叉學(xué)科的綜合領(lǐng)域，機(jī)電一體化包含的交叉學(xué)科可以分為機(jī)械系統(tǒng)和與其相關(guān)的控制系統(tǒng)，而其控制系統(tǒng)又包括信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)主要用于服務(wù)機(jī)械系統(tǒng)，便于工程師在遠(yuǎn)程對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行操控。國(guó)內(nèi)曾慶良等［1］定義機(jī)電一體化是一個(gè)包含機(jī)械、電子電氣、信息等功能模塊的技術(shù)系統(tǒng)，是多學(xué)科技術(shù)的綜合作用，各個(gè)功能模塊之間存在著密切的交互關(guān)系，其中起決定作用的不是某一單獨(dú)的技術(shù)，而是這些技術(shù)的聯(lián)合作用，這些技術(shù)的聯(lián)合作用使系統(tǒng)具有更優(yōu)秀的性能或?qū)崿F(xiàn)了新的功能。
1．2機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)
目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)方面已經(jīng)進(jìn)行了大量研究工作，按照研究方向可以將機(jī)電一體化設(shè)計(jì)分為三大類。1)側(cè)重于概念設(shè)計(jì)過(guò)程和相關(guān)軟件的研究。機(jī)電一體化的概念提出后，國(guó)外大量學(xué)者進(jìn)行了大量嘗試。如德國(guó)的R．Iserrmann教授及其團(tuán)隊(duì)以機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)為核心進(jìn)行了嘗試，但缺乏驅(qū)動(dòng)器、傳感器和機(jī)械部分的融合，難以達(dá)到機(jī)電一體化的完善設(shè)計(jì)。JurgenGausemeier教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)行以半規(guī)則式計(jì)算機(jī)語(yǔ)言為核心的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，但并未實(shí)現(xiàn)理想的機(jī)電一體化系統(tǒng)。法國(guó)的PSA所進(jìn)行了以機(jī)電一體化模型庫(kù)為核心的設(shè)計(jì)，通過(guò)模型庫(kù)的查找和存儲(chǔ)簡(jiǎn)化機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)，但并未達(dá)到理想效果。英國(guó)的Lancaster大學(xué)嘗試了以鍵合圖理論、方框圖為基礎(chǔ)的功能模塊的混合建模，但主要以機(jī)電一體化的控制為主，執(zhí)行構(gòu)件部分研究又不夠深入。在國(guó)內(nèi)，機(jī)電一體化的起步較晚，但經(jīng)過(guò)大量專家學(xué)者的不懈努力也取得了豐碩的成果［2］。如上海交通大學(xué)的鄒慧君教授將機(jī)電一體化的主要研究對(duì)象轉(zhuǎn)向以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能為主，并對(duì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)了較為理想的功能求解模型。山東大學(xué)的黃克正團(tuán)隊(duì)以功能分析和重構(gòu)理論為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，提出了機(jī)電一體化概念系統(tǒng)的過(guò)程模型。華中科技大學(xué)的楊家軍團(tuán)隊(duì)以機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案和傳感器設(shè)計(jì)為研究基礎(chǔ)，加之計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助功能，完成了機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2)側(cè)重于開發(fā)過(guò)程的研究。主要代表是德國(guó)工程師協(xié)會(huì)2004年的VDI2206系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)過(guò)程如圖1所示，根據(jù)用戶需求提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)(面向領(lǐng)域的設(shè)計(jì))，包括機(jī)械領(lǐng)域、電氣領(lǐng)域和信息領(lǐng)域，在完成系統(tǒng)集成后再通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，最終得到客戶需要的產(chǎn)品。但這種機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)僅提供了一個(gè)設(shè)計(jì)思路，缺乏具體的設(shè)計(jì)過(guò)程。3)協(xié)同仿真技術(shù)。仿真技術(shù)在20世紀(jì)初期開始應(yīng)用于其他領(lǐng)域，在20世紀(jì)末被引入機(jī)電一體化領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者就機(jī)電一體化的機(jī)電仿真技術(shù)已經(jīng)開展了大量的研究工作。在國(guó)外，VanBrussel和VanBeek開展了協(xié)同仿真的參數(shù)設(shè)計(jì)，解決了系統(tǒng)仿真參數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題。荷蘭Twente大學(xué)的JobVanAmerongen教授及其團(tuán)隊(duì)開展了機(jī)電一體化模型的仿真工作，實(shí)現(xiàn)了多領(lǐng)域機(jī)電一體化的仿真研究。在國(guó)內(nèi)，鐘掘院士等［3］學(xué)者從機(jī)電系統(tǒng)耦合及各耦合參數(shù)間的關(guān)系入手對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)功能優(yōu)化的物理模型，該課題已經(jīng)突破早期研究存在的難題，該研究方法在機(jī)電一體化系統(tǒng)研究方面十分深入，研究的重點(diǎn)是系統(tǒng)的后期設(shè)計(jì)。而李伯虎院士和清華大學(xué)熊光楞教授在協(xié)同仿真方面也開展了大量工作，開出了基于協(xié)同仿真技術(shù)的復(fù)雜產(chǎn)品。
2煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，全球制造業(yè)始終面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。2013年4月，德國(guó)開啟了“工業(yè)4．0”，即第四次工業(yè)革命?！肮I(yè)4．0”主要包括兩個(gè)主題，即“智能工廠”與“智能生產(chǎn)”。我國(guó)機(jī)電一體化經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和積累，機(jī)電一體化取得了巨大進(jìn)步，但發(fā)展并不完善。因此，在2015年5月，我國(guó)了“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)［4］。該綱領(lǐng)提出在2025年之前邁入制造強(qiáng)國(guó)行列;在2035年以前，與中等制造強(qiáng)國(guó)的水平持平;在2049年，成為世界的制造強(qiáng)國(guó)。因此，煤礦機(jī)電一體化未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程必然與“工業(yè)4．0時(shí)代”和“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)存在一致性關(guān)系，所以筆者認(rèn)為，未來(lái)煤礦機(jī)電一體化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)主要有高度自動(dòng)化、高度智能化、高度網(wǎng)絡(luò)化。
3機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1970年我國(guó)大同礦務(wù)局首先試驗(yàn)自行設(shè)計(jì)的第一套綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，隨著國(guó)際綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)綜合機(jī)械化采煤也得到了空前的發(fā)展;到90年代中期，采、掘、機(jī)、運(yùn)、通基本完成了機(jī)械化，大大提高了采煤效率，減少了煤炭災(zāi)害的發(fā)生;進(jìn)入本世紀(jì)后，我國(guó)礦業(yè)機(jī)電一體化又有了突破性的進(jìn)展，完善的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、大型固定采煤機(jī)械等在煤礦投入使用，但仍與世界先進(jìn)的采煤機(jī)電一體化存在差距。
3．1液壓支架電液控制系統(tǒng)
相比西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我們?cè)谝簤褐Ъ茈娨嚎刂葡到y(tǒng)的研究較晚。1995年第一臺(tái)自主研制的液壓支架電液控制系統(tǒng)至今，出現(xiàn)了不同型號(hào)的多種電液控制系統(tǒng)液壓支架，但實(shí)際國(guó)產(chǎn)的液壓支架電液控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)煤礦的應(yīng)用仍不太樂(lè)觀，目前礦井綜采工作面采用的液壓支架電液控制系統(tǒng)仍以國(guó)外的設(shè)備為主，部分軟弱頂板支護(hù)采用的單體液壓支架系統(tǒng)也存在類似的情況。這一方面是由于國(guó)產(chǎn)的液壓支架電液控制系統(tǒng)未能突破技術(shù)瓶頸，而國(guó)外的液壓支架電液控制系統(tǒng)(以美國(guó)和德國(guó)為主)具有完善的故障診斷預(yù)警裝置，可實(shí)現(xiàn)液壓支架與采煤機(jī)、刮板機(jī)聯(lián)動(dòng)和遠(yuǎn)程控制。
3．2電牽引采煤機(jī)
國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)的研制工作從20世紀(jì)80年代末期開始，經(jīng)歷了近十年的研究才取得了突破性的進(jìn)展，目前電牽引采煤機(jī)也是煤礦機(jī)電一體化的重點(diǎn)研究方向。國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的電牽引采煤機(jī)包括山東能源機(jī)械集團(tuán)公司研發(fā)的MG150/345－WOK交流電牽引采煤機(jī)和太原礦山機(jī)器集團(tuán)有限公司研發(fā)的MGTY307/10－1．1D電牽引采煤機(jī)。這兩種采煤機(jī)目前都能實(shí)現(xiàn)1．8m以上的薄煤層開采，同時(shí)可以完成煤層傾角在25°以下的綜合機(jī)械化開采工作。我國(guó)電牽引采煤機(jī)的發(fā)展大大加快了我國(guó)煤炭機(jī)電一體化的發(fā)展。但目前煤礦機(jī)電一體化(機(jī)械化)率約70%，而綜采率僅為40%，對(duì)比世界國(guó)家發(fā)達(dá)國(guó)家超過(guò)80%的綜采率，仍存在很大的發(fā)展空間。目前電牽引采煤機(jī)具有的優(yōu)勢(shì)有:①牽引特性較好，世界先進(jìn)的電牽引和液壓牽引技術(shù)都具有良好的調(diào)速特性，但國(guó)內(nèi)的液壓牽引系統(tǒng)穩(wěn)定性不如電牽引系統(tǒng)，因此采用電牽引可以有效地保證電牽引采煤機(jī)的牽引特性;②機(jī)械傳動(dòng)效率高(＞90%);③牽引力可以滿足大傾角煤層開采;④工作可靠性高;⑤易于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制;⑥機(jī)械傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。
4結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，特別指出了煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和目前機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀。目前在煤礦中機(jī)電一體化技術(shù)主要應(yīng)用在液壓支架電液控制系統(tǒng)、電牽引采煤機(jī)、煤礦安全控制系統(tǒng)等，而隨著“工業(yè)4．0”時(shí)代的開啟，以及我國(guó)了“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)，筆者認(rèn)為未來(lái)煤礦機(jī)電一體化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)主要有高度自動(dòng)化、高度智能化、高度網(wǎng)絡(luò)化。
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合
現(xiàn)代技術(shù)革命總是伴隨著學(xué)科間的交叉和大綜合，通過(guò)這種交叉和綜合總是能夠推動(dòng)工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)前微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合就推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)變革，這就使得機(jī)械的加工、結(jié)構(gòu)、功能等方面都會(huì)產(chǎn)生較大的變化，機(jī)械加工有電氣化已經(jīng)進(jìn)入了機(jī)電一體化時(shí)代，工業(yè)生產(chǎn)到了極大的提高。
從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的反戰(zhàn)大趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)電一體化是個(gè)必然趨勢(shì)，也是科技革命的必然產(chǎn)物，機(jī)電一體化的發(fā)展必將影響傳統(tǒng)機(jī)械、電氣工業(yè)化工生產(chǎn)，逐步引領(lǐng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向智能化、自動(dòng)化、高效能的方向發(fā)展。
1 機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)
機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)功能主要包括：整體功能、動(dòng)力功能、信息處理、控制功能等方面，尤其是控制功能結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)的設(shè)計(jì)，通過(guò)相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，構(gòu)成了一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化從交叉學(xué)科而來(lái)，目前已經(jīng)是自成一體，具備了具有自身專業(yè)特色的新的學(xué)科，其總的特征是：綜合運(yùn)用自控技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感、技術(shù)、接口技術(shù)和電力電子技術(shù)的合理配置，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程，在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)高效能、多功能、高可靠性的目標(biāo)，其核心技術(shù)包括軟件和硬件，硬件的要求是比較高的，涵蓋高性能的機(jī)械本體，傳感器和驅(qū)動(dòng)信息單元。軟件部分主要是起到保證準(zhǔn)確性和可靠性的控制程序。
機(jī)電一體化技術(shù)和相應(yīng)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域涵蓋范圍廣泛，目前我們所能接觸到的所有工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都已經(jīng)覆蓋了機(jī)電一體化的技術(shù)，其生產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)專業(yè)類別分為“數(shù)控機(jī)械類、電子設(shè)備類 、機(jī)電結(jié)合類、電液伺服類、信息控制類”。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
在制造業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，應(yīng)用機(jī)電一體化的產(chǎn)品也是層出不窮，在2013年我國(guó)新增機(jī)器人3.7萬(wàn)臺(tái)，成為全世界2013年機(jī)器人數(shù)量增加最多的國(guó)家，據(jù)統(tǒng)計(jì)在2014年新增機(jī)器人數(shù)量已達(dá)到5.6萬(wàn)臺(tái)，從這個(gè)方面也可以看出智能化、自動(dòng)化結(jié)合微電子技術(shù)的行業(yè)發(fā)展是機(jī)電一體化的發(fā)展大方向，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)各個(gè)行業(yè)共同的發(fā)展。
2.1 發(fā)展歷程
“機(jī)電一體化”很多人簡(jiǎn)單的理解為機(jī)械與電子的結(jié)合。在早期我們國(guó)內(nèi)剛剛接觸到機(jī)電一體化時(shí)僅是將機(jī)械和電子學(xué)的簡(jiǎn)單融合，稱作機(jī)械電子學(xué)，近些年由于其不可抵擋的發(fā)展勢(shì)頭，機(jī)電一體化的的稱謂更加適合。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開微處理技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，微型芯片技術(shù)的進(jìn)步必將帶動(dòng)相應(yīng)的數(shù)控、機(jī)器人、電子控制等機(jī)電一體化前沿技術(shù)的革新，當(dāng)然在不同的行業(yè)由于行業(yè)特殊性，也勢(shì)必存在相對(duì)低級(jí)的機(jī)電一體化，在當(dāng)前應(yīng)該是高級(jí)和低級(jí)并存，以效率優(yōu)先為標(biāo)準(zhǔn)。隨著整個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和改變，我們?cè)絹?lái)越提倡綠色經(jīng)濟(jì)，綠色工業(yè)，機(jī)電一體化也應(yīng)向環(huán)保、節(jié)約的方向發(fā)展。另外在硬件方面，以電腦控制為主的機(jī)電結(jié)構(gòu)集成化技術(shù)日趨成熟，而與之緊密結(jié)合的控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)部分、機(jī)械結(jié)構(gòu)部分都將提高集成化程度，高度集成化降低了使用和操作的難度，另外整體的機(jī)械效率也得到了較大提高。
2.2 技術(shù)應(yīng)用
在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業(yè)，利用機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)飲料自動(dòng)灌裝，使單機(jī)的自動(dòng)化程度有了較大的改善和提高，整個(gè)飲料生產(chǎn)及其包裝生產(chǎn)線的自控技術(shù)和生產(chǎn)能力得到了極大的改善，使其競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類設(shè)備。在金屬加工企業(yè)中利用CIMS技術(shù)將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，生產(chǎn)管理和過(guò)程控制有機(jī)組合，連成一體，實(shí)現(xiàn)從原料采集到進(jìn)廠技工，再到生產(chǎn)、加工、銷售發(fā)貨等等整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都有機(jī)電一體化的技術(shù)體現(xiàn)。
3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)
今后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)將向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、自源化、人性化、綠色化的方向發(fā)展。智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。目前我國(guó)擁有機(jī)床接近320萬(wàn)臺(tái)，是當(dāng)今世界上機(jī)床數(shù)量最多的國(guó)家，但是處于技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)控機(jī)床不到一成，而在這些機(jī)床中大部分也都是一些普通數(shù)控機(jī)床。機(jī)床中的電氣傳動(dòng)部件，近些年也在逐漸向交流傳動(dòng)轉(zhuǎn)變，電氣傳動(dòng)技術(shù)被交流傳動(dòng)所取代是必然趨勢(shì)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展將復(fù)雜的矢量控制技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，而且交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)大大超過(guò)了直流調(diào)速水平。
機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，因此模塊化是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊開發(fā)出新的產(chǎn)品。模塊化是需要生產(chǎn)廠家統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，應(yīng)該從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，加速實(shí)現(xiàn)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。另外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也會(huì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，家庭網(wǎng)絡(luò)化可以將家用電器連接成集成家用電器系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化、接近生活化方向發(fā)展。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 機(jī)電一體化和各種專業(yè)技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
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【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；應(yīng)用系統(tǒng)；發(fā)展
作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)中其中一個(gè)主要基礎(chǔ)性技術(shù)，電力電子技術(shù)在過(guò)去十幾年得到了飛速的發(fā)展，并且其發(fā)展勢(shì)頭依然保持強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)在未來(lái)十年內(nèi)依舊發(fā)展很快。由于電力電子技術(shù)的獨(dú)有特性，其對(duì)環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)的緩解起到了非常重要的作用。目前電氣工程行業(yè)的四大熱點(diǎn)應(yīng)用包括新能源發(fā)電、電力牽引、電氣節(jié)能以及智能電網(wǎng)。以下針對(duì)這些技術(shù)的特點(diǎn)分別展開一些分析和探討。
1、新能源發(fā)電
隨著全球整體工業(yè)化程度不斷加強(qiáng)，人類的生活品質(zhì)在不斷提高的同時(shí)也面臨著很多棘手的難題，如煤、石油等工業(yè)社會(huì)的基礎(chǔ)支撐能源儲(chǔ)量劇減，不僅如此，環(huán)境危機(jī)不斷惡化，生態(tài)平衡嚴(yán)重破壞等等。在這種形勢(shì)下，新能源的運(yùn)用，尤其是包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)能以及風(fēng)能等新能源發(fā)電被很多國(guó)家大量關(guān)注。在我國(guó)，關(guān)于新能源發(fā)電的電力電子應(yīng)用學(xué)科在全國(guó)各地高校普遍開設(shè)，引起了廣大專家學(xué)者的濃厚興趣。
新能源發(fā)電與電力電子的應(yīng)用關(guān)系非常密切，這可從以下分析中看出：由包括AC-DC整流、DC-DC直流變換以及DC-AC逆變等環(huán)節(jié)組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，大部分均與電力電子相關(guān)。例如，最常見(jiàn)的風(fēng)力發(fā)電組織就包括了諸如變槳控制器、網(wǎng)側(cè)變換器、系統(tǒng)控制器以及發(fā)電機(jī)側(cè)變化器等電力電子變換技術(shù)。
當(dāng)前，電子電力技術(shù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用主要呈現(xiàn)如下特征：首先，大隨機(jī)性。這主要是由諸如太陽(yáng)能和風(fēng)能等新能源受天氣影響大所導(dǎo)致；其次，要求高；這主要體現(xiàn)在并網(wǎng)發(fā)電和電網(wǎng)電能輸入上，前者對(duì)電能的質(zhì)量要求高，后者對(duì)電能波動(dòng)敏感。以上這些特征決定了新能源發(fā)電對(duì)于電子電力產(chǎn)品質(zhì)量要求極高，而我國(guó)由于起步晚，研發(fā)能力不夠，產(chǎn)品質(zhì)量一直不可靠，相關(guān)性能和指標(biāo)無(wú)法達(dá)標(biāo)，穩(wěn)定性差等，因此目前相關(guān)電力電子的高端產(chǎn)品均為進(jìn)口。對(duì)于國(guó)產(chǎn)電子電力技術(shù)高性能產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展還需從以下方面努力：
首先，大容量化；目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越大型化，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)同樣也有這種趨勢(shì)。這在雙饋風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中得到了很好的體現(xiàn)。其次，提高效率，加大可靠性。最后，為了滿足電網(wǎng)新的需求，向孤島保護(hù)和低電壓穿弧方面進(jìn)一步前進(jìn)。
2、電氣牽引
作為電力電子應(yīng)用領(lǐng)域的新星，電力牽引近些年得到廣泛關(guān)注。所謂的電力牽引，主要是指電動(dòng)汽車、高鐵、城市輕軌以及地鐵等。無(wú)論是我國(guó)還是國(guó)外政府部門，都對(duì)電力牽引的發(fā)展大力支持。如到2013年，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)能將進(jìn)一步擴(kuò)大至50萬(wàn)輛，包括普通型混合、充電式混合以及純電動(dòng)動(dòng)力汽車。另外，美國(guó)計(jì)劃到2015年插入式電動(dòng)車普及數(shù)量達(dá)到100萬(wàn)輛，可見(jiàn)世界各國(guó)均把電力牽引作為自己的國(guó)家核心戰(zhàn)略之一。
3、電氣節(jié)能
電氣節(jié)能的主要內(nèi)容由電能質(zhì)量、有源濾波以及變頻調(diào)速組成，其中，最引人注目的也是最受國(guó)家大力支持的是變頻節(jié)能。電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能自從2006年便受到國(guó)家發(fā)改委的大力支持，并納入節(jié)能規(guī)劃工程之中，每年有超過(guò)100個(gè)相關(guān)項(xiàng)目得到國(guó)家支持，這些項(xiàng)目用以提高電機(jī)系統(tǒng)的性能，通過(guò)改變調(diào)速方式達(dá)到提高效率的目的，如通過(guò)選用變頻調(diào)節(jié)方式，可有效改進(jìn)壓縮機(jī)和水泵等電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，相應(yīng)的，效率也可提高百分之三十。顯然，這種調(diào)節(jié)方式的改變是一種巨大的變革，因?yàn)樽冾l調(diào)節(jié)不僅涉及到電力系統(tǒng)，對(duì)于很多諸如冶金、石油化工等國(guó)家基礎(chǔ)行業(yè)也多有涉及，因此這種調(diào)節(jié)方式的改進(jìn)對(duì)于國(guó)家的整體工業(yè)效率的提高起到了很大的促進(jìn)作用。所謂變頻調(diào)速系統(tǒng)，是指驅(qū)動(dòng)電源采用電力電子變頻器作為驅(qū)動(dòng)力。該種技術(shù)相對(duì)成熟，市場(chǎng)大，更換周期長(zhǎng)（約10年）。然后雖然變頻系統(tǒng)具有如此誘人的優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)前市場(chǎng)的電機(jī)中，高壓系統(tǒng)中應(yīng)用了該技術(shù)的只有百分之二十，低壓系統(tǒng)也僅百分之三十，可見(jiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展空間依然非常巨大。
目前，變頻調(diào)速系統(tǒng)的大力推廣應(yīng)用的主要難題包括以下幾個(gè)方面，首先是變頻器可靠性不足；其次是變頻系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)較高；最后，難以操作，很多操作人員的操作能力相差很大。為了解決如上這些問(wèn)題，今后對(duì)于變頻器的發(fā)展應(yīng)更加關(guān)注功能的專業(yè)化。通過(guò)在制作和設(shè)計(jì)上的專業(yè)化，達(dá)到功能簡(jiǎn)化的同時(shí)增強(qiáng)性能的目的，從而進(jìn)一步降低成本。除此之外，應(yīng)該提高產(chǎn)品的集成程度，形成一種更有競(jìng)爭(zhēng)力的集成產(chǎn)品。
4、智能電網(wǎng)
作為最近興起的概念，智能電網(wǎng)尚未有確切的定義。不過(guò)一般將驅(qū)動(dòng)采用電力電子技術(shù)、通訊技術(shù)、新能源技術(shù)以及傳感技術(shù)的當(dāng)做“智能電網(wǎng)”，尤其是無(wú)線通訊以及電網(wǎng)控制等相關(guān)技術(shù)。具體到電力電子上，主要指?jìng)鞲小⑿畔⒖刂?、輸電?chǔ)能等方面，通過(guò)這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的大規(guī)?；⑦_(dá)到穩(wěn)定高效的電網(wǎng)技術(shù)。
雖然目前只能電網(wǎng)還沒(méi)有得到大規(guī)模的應(yīng)用，即使是個(gè)別在運(yùn)行的也是作為示范工程運(yùn)用，但是其優(yōu)點(diǎn)卻是顯而易見(jiàn)的，其中在智能帝王中的電力電子技術(shù)的具有光分布、高電壓、大容量以及結(jié)構(gòu)組合化等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)其存在的問(wèn)題也相對(duì)較多，如相關(guān)器件性能有待提升，現(xiàn)有性能和功能不足。其容量和可靠性等任然有待提高。
5、總結(jié)
通過(guò)以上分析，不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代的工業(yè)已經(jīng)離不開電力電子技術(shù)，其應(yīng)用已經(jīng)延伸到了工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。所以，它毋庸置疑將構(gòu)成高新技術(shù)集成群眾不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備的改善，電力電子技術(shù)的應(yīng)用空間和前景將繼續(xù)擴(kuò)大。相信通過(guò)不斷革新，不斷的挑戰(zhàn)現(xiàn)有困難，用于抓住機(jī)遇，不遠(yuǎn)的未來(lái)電力電子技術(shù)的將會(huì)得到驚人的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]林雄金.電力電子技術(shù)發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].通訊世界，2013，21：124-125.