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ng体育(中国)科技股份公司自动化科学与技术

作者:小编 点击: 发布时间:2024-02-14 17:11:20

  NG体育自动化新技术的应用能够为创新型省份建设作出重要贡献。自动化科学与技术诞生于工业制造过程中对自动化的需求,在第二次世界大战前后受军事科技强劲牵引,逐步发展成为专门的技术和学科,成为人类文明进步和现代化的标志。自动化不仅可以部分或全部代替人的体力或脑力劳动,而且可以完成人类依靠自身的体力和脑力劳动无法直接完成的任务。网络使自动化技术超越了时空和地域的限制,能够极大地提高生产效率和产品质量,减轻人类的劳动强度、降低了原材料和能源消耗,创造前所未有的社会经济效益和社会财富,从而导致国家实力的增长、生态环境的改善和人民生活水平的普遍提高。自动化也是国防现代化的标志,具有自动导航和控制功能的无人和载人航天器、航空器、航海器,网络化和自动化的军事指挥和武器系统是现代高技术战争的基础。

  目前,第四次工业革命正在世界范围内孕育。德国政府提出了“工业4.0”计划,世界主要大国政府都提出了相应科技引领和创新的社会经济发展计划。如果说前三次工业革命源于蒸汽机、电力、信息在工业中应用,第四次工业革命将以信息网络与物理系统深度融合为标志信息物理融合系统,包括传感器网络、物联网、务联网、智能电网、智能交通系统等等,从智能终端、智能家居、智能楼宇到智能工厂、智慧城市的各个方面实现。自动化科学与技术是信息物理融合系统的基石之一,能够在“两化融合”和孕育的第四次工业革命中发挥特殊作用。

  我国的国民经济发展水平决定了“工业化”与“信息化”的“两化融合”, “以信息化带动工业化”、以“信息化改造传统产业”成为国策,也是相当长时期内的国家重大需求。自动化技术是“两化融合”的重要手段。应用自动化新技术能够大大提高传统制造业的产品水平和效率,增强竞争力,降低能源电力工业的能耗和运行成本,减少环境污染,并推动信息技术在传统产业的应用,拉动信息技术创新的需求。

  能源与环境问题事关人类社会的生存和可持续发展。消耗燃煤、石油等化石能源为主的能耗模式已难以为继。大面积、持续性严重雾霾污染已经直接关系到我国人民的生存环境。

  目前我国的能源与环境问题与能源结构密切相关。下表中给出了部分大国的一次能源结构。可以看出,我国的一次能源近70%是燃煤,污染排放比较严重,远高于其他大国的比例,这是我国能源结构的根本问题,也是环境问题特别突出的根本原因。

  改变大国的能源结构非常困难。美国的一次能源中燃煤比例曾接近50%,近年来大力增加天然气的使用,燃煤的使用已经减少到20%。显然,鉴于我国能源蕴藏结构等实际情况,不可能照搬美国改变能源结构的方法。

  节约能源消耗并由此减少污染排放是解决世界能源问题最有效、最无争议的途径之一,其重要性日益受到重视。现代信息科技与系统工程方法为解决我国能源问题和相伴的环境问题提供了新途径,在基本不改变能源生产工艺和消耗设备的情况下,通过信息物理融合能源系统充分获取能源生产和消耗的准确信息,优化和协调能源电力生产系统和能源使用系统的运行,就满足能源需求并显著减少燃煤及其他化石能源消耗,具体做法包括:提高可再生新能源的利用率、优化协调传统能源与可再生新能源发电、能源使用端的节能优化、能源电力生产与需求的配合。

  全球的风能、太阳能资源总量足以满足人类全部的能源需求。我国建立了7个风电基地,包括地处西北的酒泉风电基地和新疆大阪城风电基地,风电装机容量超过3-4个三峡电站的装机容量,已经是世界第一。但风能、太阳能的产能不确定,能量的产生完全由风速、光强等自然条件决定,无法精确预测,也无法大规模经济存储,可再生新能源的大规模接入电网会给电网运行带来一定困难。不仅如此,在我国电力工业现行体制下,电网运行部门充分使用和消纳可再生新能源的积极性不高。因此,虽然我国风电装机容量大,但电网的风电利用量却处于较低水平。

  电力生产的能耗与生产水平和系统运行状态的关系复杂,优化生产调度能够在不改变任何设备且满足需求的情况下降低一次能源(燃煤)的消耗。风电、光电与可存储的水电和抽水蓄能配合使用,就能够存储消纳一部分不确定可再生能源,提高可再生新能源的利用率。西北地区的能源种类丰富,包括水电、火电、风能、太阳能,“水火风光”一应俱全。随着西部水电能源基地的建成,“水火风光”能源的协调配合,特别是水电与可再生新能源的协调配合,能够取得提高可再生新能源利用率、降低能耗和污染的巨大社会经济效益。然而,水电的生产涉及水资源利用,要同时考虑防洪、输水、灌溉、航运、环保、生态等多个目标以及流域管理约束。水电与其他能源的协调配合需要水利与电网调度运行部门的协调配合。

  我国黑色冶金、有色冶金、建材、化工四大高耗能行业用电量,占全社会总用电量的近三分之一。另外,楼宇建筑能耗也非常惊人,目前占到我国总能耗的30%以上,涉及电、热、天然气等多种能源,具有巨大节能空间。改进生产设备和工艺节能受到极大重视。但产业界和管理部门对相互关联的综合能源系统的运行优化可能产生的巨大节能减排效益的认识和重视程度还不够。例如,楼宇建筑能源系统的优化控制运行可以节能20%以上,但楼宇能源控制管理系统在楼宇投资中所占比例很小,大多数楼控系统都不能正常运行,更谈不上运行优化。

  由于电力等二次能源生产的一次能耗一般呈非线性特性,即不同的负载或需求水平上的单位能耗不同,因此能源供应与需求的协调优化也是能源系统节能减排的重要途径。协调需求侧电能和其他能源介质的生产、存储和使用,调整不同时段的用能需求模式,可以使得电力能源供应系统能够按更加节能的方式生产。优化调度有一定柔性的能源需求和电力负载(例如电解铝、电解锌,电动汽车充电,楼宇空调系统等),能够使能源需求在一定程度上匹配可再生能源的生产过程,形成柔性负载追逐可再生新能源的新用能模式,促进新能源发电不确定性在需求侧的有效消纳,达到节能降耗目标。

  根据我国能源电力系统的现状、相关参考资料以及国内外相关对比研究,通过优化运行能源电力系统、楼宇能源系统和高耗能企业的能源系统,有可能节约总煤耗10%以上,相当于每年节约4亿吨的标准煤,取得巨大的节能减排社会经济效益。

  能源电力系统的优化运行涉及能源生产和消耗的基础数据和信息及复杂的系统优化问题,我国电力能源系统目前的运行机制、基础数据、信息获取和优化计算距节能减排的运行优化目标存在较大差距。

  自动化科技与系统工程方法为能源供需系统运行的节能优化提供了新的途径。信息获取和处理技术如新型传感器、传感器网络等的发展能够保证获取更加准确的能耗、环境、系统状态等节能优化与控制所必须的信息。系统建模和优化方法的发展使得求解大规模复杂系统优化问题成为可能。

  1.哲学、政治学和马克思主义理论类:哲学、逻辑学、伦理学、宗教学、科学社会主义、国际运动、中国革命史、中国党史、政治学、国际政治、行政学(管理)、外交学、国际文化交流、政治经济学、国际事务、思想政治教育、党政管理、政治学与行政学。

  2.公共(行政)管理类:卫生管理类、行政管理、公共管理、公共政策学、公共事业管理、公共关系、土地资源管理、国防教育与管理、劳动关系、劳动与社会保障、公共安全管理、城市管理(监察)、社区管理、村(乡)镇管理、农村行政管理、社会福利事业管理、涉外事务管理、行政管理办公自动化、教育(行政)管理等各专业公共行政管理、文化产业等各类产业管理、航运管理等各类交通运输管理、自然保护区等各类保护区和开发区管理。

  3.卫生管理类:卫生监督、卫生信息管理、公共卫生管理、医学文秘、医院管理。

  4.社会学类:社会学、应用社会学、经济社会学、社会心理学、女性学、伦理学、人类学、人口学(工作)、社会工作(含司法社会工作方向等)、社会管理、社区服务(管理)、社区康复、家政学(服务)、老年服务(管理)、青少年工作(管理)。

  5.经济管理类:经济学类、财政税收类、金融类、会计与审计类、管理科学、管理科学与工程、工商管理、工业经济、工程管理、项目管理、土地管理、企业管理、(市场)营销、市场开发、市场营销教育、汽车技术服务与营销、投资(学)、(企业)人力资源(人事)管理、旅游管理、旅游管理与服务教育、涉外旅游、导游、旅行社经营管理、景区开发与管理、物流管理、国际贸易、贸易经济、工业外贸、国际商务、商务策划管理、国有资产管理、物业管理、特许经营管理、连锁经营管理、资产评估、商品学、产品质量工程、国际企业管理、饭店(宾馆、酒店)管理、(企业)理财、林业信息管理、管理工程、国际工程管理、国际市场营销、商务管理、医药营销等各种专业营销、工商企业管理、工商行政管理、证券投资与管理、会展经济与管理、电子商务、经济信息管理、经济管理(学)、劳动经济、农村区域发展、农业经济、农业经营管理、农林经济管理、房地产经营与管理、乡镇企业管理、建筑工程营造与管理、国际文化贸易、网络经济(学)、体育经济、海洋经济、农业经济、运输经济、劳动经济、投资经济(管理)、房地产(开发)经营(或管理)、信息管理与信息系统。

  6.经济学类:财政税收类、金融类、经济学、国际经济、发展经济(学)、国民经济管理、国际经济与贸易。

  8.金融类:金融(学)、金融工程、金融管理、经济与金融、国际金融、信用管理、证券、证券投资、期货、货币银行学、保险(学)、保险(实务)、医疗保险实务。

  9.会计与审计类:会计(学)、审计(实务)、财务管理、财务会计(教育)、国际会计、会计(财务)电算化、注册会计师、会计与统计核算、财务信息管理、工业(企业)会计等各类专业会计。

  10.数学、统计类:数学、数理基础科学、应用数学、数学与应用数学、信息与计算(机)科学、统计(学)、计划统计、经营计划与统计、统计与概算、国土资源调查等各类专业统计调查。

  11.法学类:法学(含民法、商法、刑法、经济法、行政法、国际经济法、国际公法、国际私法、环境资源法、财税金融法、劳动与社会保障法等方向法学)、诉讼法、知识产权法、法律(事务)、国际法、刑事司法、监狱学、律师、涉外法律(事务)、经济法律事务、公安法制。

  12.汉语言与文秘类:汉(中国)语言文学(教育)、汉语言、中国语言文学(化)、中文应用、对外汉语、华文教育、应用语言学、戏剧影视文学、古典文献、文学、中国文学、汉语言文学与文化传播、秘书(学)、文秘(学)、中文(文秘或秘书)教育、现代秘书、司法文秘(秘书)等各类专业文秘(秘书)。

  13.新闻传播类:新闻(学)、传播(学)、广播电视新闻(学)、编辑出版(学)、媒体创意、广告(学)、工业设计、影视艺术技术、广播电视技术(工程)。

  14.文物考古与历史学类:历史、中国历史、世界历史、考古(学)、文物保护、博物馆。

  15.民族宗教类:民族学、宗教学、中国少数民族语言文学、民族理论与民族政策。

  17.图书与档案学类:图书馆(管理)、档案(管理)、科技档案、图书档案管理。

  18.计量测量类:计量技术、测量技术、检测技术、精密仪器、几何计量测试、光学计量、无线电计量测试、热工计量测试、力学计量测试。

  19.计算机科学与技术类:计算机科学(技术或教育)、各类(计算机)软件技术(工程)、各类(计算机)网络技术(工程)、各类(计算机)数据库(技术)、各类(计算机)信息科学(工程或技术)、各类(计算机)信息管理(或应用)、各类计算机管理(或应用)、各类计算机控制(技术)、各类计算机通信(通讯)、各类(计算机)多媒体技术、(信息)网络安全(监察)、信息安全、系统理论(科学或工程)、管理信息系统、地球(地理)信息系统(科学或技术)、智能科学与技术、信息与计算(机)科学、计算数学及其应用软件、计算机与经济管理、计算机系统维护、计算机硬件(器件或设备)、电器与电脑、可视化程序设计、Web应用程序设计、多媒体制作、图形图像制作、动漫设计与制作、电子商务、办公自动化技术、软件测试。

  20.电气电力(强电)类:电力(电气)工程、电气自动化、电站自动化、电站测控、变电运行、高压输配电线路、(电力)线路运行、电气技术教育、微电机、电机与电器、各类电力(电气)自动化、发电厂及电力系统、电厂设备运行与维护、电厂热能动力装置、火电厂集控运行、水电站及电力网、供用电技术、电网监控技术、电力系统继电保护、农村电气化技术、电工(技术)、电气工程及其自动化、自动化。

  21.电子信息与自动化类:电子信息(工程)科学(技术)、微电子(技术)、电子工程(技术)、电子工艺与管理、应用电子技术、电子应用、电子与信息技术、仪器仪表、集成电路设计与集成系统、光电技术(信息工程)、光信息科学(技术)、控制工程、数控技术(设备)、各类自动化专业、电磁场技术、真空电子技术、无线(电)技术、通信工程、信息显示、信息物理工程、信息对抗技术、电子声像技术、图文信息技术、生物医学工程、医学信息学(工程)、医疗器械工程、医学影像工程、假肢矫形工程、生物信息技术、雷电防护科学与技术、数字媒体技术、建筑电气与智能化、楼宇智能化工程技术、机电一体化技术、生产过程自动化技术、工业网络技术、检测技术及应用、理化测试及质检技术、液压与气动技术、电子测量技术与仪器、电子科学与技术、数字媒体艺术、微电子学、电子设备与运行管理、通信网络(系统)、(移动)通信技术、程控交换技术、汽车电子技术、(电子)仪器仪表、广播电视网络技术、有线.机械类:机械设计、机械制造、机械工程、机械装备、精密机械、工业工程、机械自动化、自动化设备、制造工程(工艺)、机械维修及检测技术、机电技术、材料成型及控制工程、制造自动化与测控技术、数控技术(设备)、模具设计与制造、玩具设计与制造、材料成型与控制技术、焊接技术及自动化、液压与气动技术、计算机辅助设计与制造、各类机电或动力设备的运行或维护等、(电子)仪器仪表、医疗仪器仪表等各类专业器械设备、各类汽车(车辆)制造(装配)与维修(检测或运用)技术、汽车改装(整形)技术、制冷与冷藏技术、车辆工程。

  23.公安学类:犯罪学、犯罪心理学、侦查(察)学、刑事侦查(察)、刑事(科学)技术、技术侦查、经济侦查、警察指挥与战术、禁毒(学)、经济犯罪侦查、信息网络安全监察、公安信息技术、公安情报学、公安视听技术、法医学、警犬技术、警卫学、涉外警务、边防管理(或指挥)、边防公安、出入境管理、消防管理(指挥)、火灾勘查、科技防卫、安全防范工程(技术)、公安(安全)保卫、国内安全保卫、公安学、公共安全管理、公安管理、警察管理、核生化消防、预审、痕迹检验、文件鉴定、法化学、治安(学、管理)、(道路)交通管理(工程)、公安文秘、公安法制、警卫、交通管理。

  24.司法监所管理类:犯罪学、监狱学、狱政管理、刑事执行、劳教管理、罪犯管教、罪犯教育、矫正教育学、罪犯心理矫治、涉毒人员矫治、司法管理。

  25.教育学类:教育(学)、思想政治教育、科学教育、初等教育、小学教育、学前教育、(现代)教育技术(学)、教育管理、职业技术教育管理、特殊教育、言语听觉科学、化学教育等各学科教育。

  26.心理学类:心理学、应用心理学(含临床心理学方向等)、犯罪心理学、社会心理学、心理咨询。

  27.体育学类:体育教育、运动训练、体育管理(服务)、运动人体科学、运动生物力学、体育生物科学、社会体育、警察体育、休闲体育、竞技体育、民族传统体育、运动康复与健康、体育保健康复、武术。

  ⑴音乐小类:音乐学、作曲、(音乐)指挥、音乐表演、民族音乐、交响乐、声乐、歌剧、戏剧戏曲音乐、音乐剧、钢琴、管弦、各种乐器演奏、现代器乐打击乐、音乐科技与艺术、音乐教育、音乐工程。

  ⑵美术小类:美术、绘画、中国画、油画、戏剧影视美术设计、雕塑、书法、戏剧影视美术设计、动画、木偶表演与制作。

  ⑶电影电视广播小类:电影编导、广播编导、电视编导、影视学、电视艺术、电影学、广播电视艺术、摄影。

  29.物理、力学类:物理学、应用物理学、工程物理、核物理、力学、声学、光电子技术科学、工程结构分析。

  30.化学化工类:化学(基地)、应用化学、化工、化学工程与艺术、过程装备与控制工程、化学工艺、应用化工技术、精细化工、有机化工、工业生物工程、化工设备(维修)。

  31.材料学类:材料物理、材料化学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料科学与工程、复合材料与工程、焊接技术与工程、宝石及材料工艺学、粉体材料科学与工程、再生资源科学与技术、稀土工程、高分子材料加工工程、生物功能材料、电子封装技术、陶瓷、硅酸盐。

  32.大气与天文学类:天文、空间科学、气象(学)、大气科学(技术)、大气探测技术、应用气象技术、防雷技术。

  34.地质地矿类:地质、地质工程、地球化学、地球物理、地球与空间科学、采矿工程(或技术)、石油工程、煤及煤层气工程、天然气、矿物加工、勘查、资源勘查与开发、矿物资源、地质矿产勘查、勘察工程、区域地质调查及矿产普查、地质矿产勘察技术、矿山地质、岩矿鉴定、矿山测量、水文地质与勘查技术、金属矿产地质与勘查技术、铀矿地质与勘查技术、非金属矿产地质与勘查技术、岩矿分析与鉴定技术、宝玉石鉴定与加工技术、工程地质勘查、水文与工程地质、矿物加工工程。

  35.海洋科学类:海洋(科学)技术、海洋管理、海洋资源、(近岸)海洋环境(科学或工程)、海洋生态、海洋水文、近岸海洋学、海洋生物(工程)、海洋渔业科学与技术、海洋放射生态学、军事海洋学、渔业资源与渔政管理。

  36.环境科学类:环境科学(工程)、资源环境科学(工程)、生态学、海洋资源环境、(近岸)海洋环境(科学或工程)、海洋生态、水土保持与荒漠化防治、海洋生物资源与环境、地下水科学与工程、水质科学与技术、水务工程、灾害防治工程、辐射防护、环境安全类、(环境)安全工程、环境经济、农业生态学、综合规划、生态植物修复、环境经济与管理、环境监察、环境监测、环境治理(技术)、环境评价、农业资源与环境、农业环境保护技术、资源环境与城市(城乡规划)管理、城市检测与工程技术、水环境监测与保护、城市水净化技术、室内检测与控制技术。

  37.能源动力类:电气电力(强电)类、热能动力工程、风能动力工程、能源工程、核工程、核技术、核化工与核燃料、核反应堆、核电、热能动力设备与应用、城市热能应用技术、(城市)燃气工程、供热工程。

  38.城建规划类:城乡规划、城市(镇)规划、园林规划、道路规划、土地规划。

  39.建筑建设类:建筑学、土木工程、工业与民用建筑、给排水、工程管理、建筑工程(管理)、建筑经济管理、工程监理、工程造价、建筑工程预决算、公路与城市道路工程、交通土建工程、道路交通工程、道路(工程)、桥梁(工程)、隧道(工程)、机场建设、渡河工程、地下工程、城市地下空间工程、工业与民用建筑工程、建筑环境与设备工程、房屋建筑工程、建筑设计(技术)、城镇建设、矿井建设、建筑工程技术、建筑施工技术、水利水电建筑工程、涉外建筑工程、建设工程管理、建筑装饰工程技术、室内设计技术、中国古建筑工程技术、历史建筑保护工程、环境艺术设计、园林工程(技术)、基础工程技术、建筑设备工程技术、建筑电气工程技术、市政工程(技术)、给排水工程(技术)、消防工程(技术)、空调工程、(城市)燃气工程、供热工程。

  40.交通运输类:港口航道与海岸工程、交通运输、交通工程、油气储运工程、航海技术、轮机工程、船舶与海洋工程、物流、海事管理、交通设备信息工程、交通建设与装备、物资储运、道路交通、城市交通、载运工具运用工程、汽车运用技术、交通运输管理、交通管理、交通工程管理、高等级公路维护与管理、路政管理、交通安全与智能控制、城市交通运输、公路监理、道路桥梁工程技术、水运管理、海事管理、港口业务管理、各类轨道交通工程(设备、技术或管理)。

  41.景观类:园林、景观学、风景园林、景观设计、城市园林(设计、管理)、园林绿化、园林技术。

  42.水利类:水利水电工程、水文与水资源工程、水资源与海洋工程、港口海岸(航道)及治河工程、水文与水资源利用、海岸与海洋工程、水文与水资源、水文自动化测报技术、水信息技术、水政水资源管理、水利工程(施工技术)、水利水电建筑工程、灌溉与排水技术、河务工程与管理、城市水利、水利水电工程管理、水务管理、水利工程监理、水土保持。

  43.测绘类:测绘工程、遥感科学与技术、空间信息与数字技术、工程测量(技术)、摄影测量与遥感技术、大地测量与卫星定位技术、地图制图技术、矿山测量等各类专业测量或测绘。

  44.轻工纺织类:轻化工程、包装工程、印刷工程、纺织工程、服装设计与工程、服装设计与工艺教育、装潢设计与工艺教育、轻工生物技术、非织造材料与工程数字印刷、染整技术、高分子材料加工技术、制浆造纸技术、香料香精工艺、表面精饰工艺、现代纺织技术、针织技术与针织服装、丝绸技术、服装设计、染织艺术设计、纺织品装饰艺术设计、新型纺织机电技术、纺织品检验与贸易、包装技术与设计、印刷技术、印刷图文信息处理、印刷设备及工艺、出版与发行。

  45.农业工程类:农业机械化及其自动化、农业电气化与自动化、农业建筑环境与能源工程、农业水利工程、农业工程、生物系统工程、设施农业科学与工程、设施农业技术、观光农业。

  46.林业工程类:森林工程、木材科学与工程、林产化工、经济林、林业技术、林产化工技术、木材加工技术、森林采运工程、林业经济信息管理。

  47.生物科学类:生物科学、生物技术、生物工程、应用生物教育、化学生物学、分子科学与工程、生物信息学、生物信息技术、生物科学与生物技术、动植物检疫、生物化学与分子生物学、植物生物技术、动物生物技术、生物资源科学、生物安全、植物科学与技术、应用生物科学、植物资源工程。

  48.植物生产类:农学、园艺、植物保护、茶学、茶叶生产加工技术、农艺教育、园艺教育、园艺技术、特用作物、草业科学、种子科学与工程、食用菌、作物生产技术、种子生产与经营、中草药栽培技术、烟草(栽培技术)、野生植物资源开发与利用。

  49.森林资源类:林学、森林(资源)保护、植物保护、野生动物与自然保护区管理、野生动物保护与利用、自然保护区资源管理、野生植物资源开发与利用、森林(生态)旅游。

  50.动物科学类:动物科学、动物医学、畜禽生产教育、蜂学、昆虫学、蚕学、动物药学。

  51.水产类:渔业(综合技术)、海洋渔业、淡水渔业、水产、水产养殖(技术)、水族、海水养殖、渔业资源与渔政管理、水生动植物保护、海洋捕捞技术。

  52.动植物检疫类:动物或植物检疫、生物安全、植物保护、动物科学、动物医学、生物技术、生物工程、化学生物学、分子科学与工程、生物科学与生物技术、生物化学与分子生物学、植物生物技术、动物生物技术、农产品质量检测、饲料与动物营养、特种动物养殖、畜牧、兽医、兽医医药、动物防疫与检疫。

  54.临床医学类:临床医学(含临床病理学方向、临床急救医学方向、眼与视光学方向、放疗方向等)、中西医临床医学。

  57.中医学:中医学(含中医骨伤方向)、针灸推拿学(含康复医学方向等)、中草药栽培与鉴定、中药资源与开发、中医临床医学、中西医结合。

  58.医学技术类:麻醉医学、医学影像学、医学检验、卫生检验与检疫技术、放射医学、康复治疗学(技术)、眼视光学(技术)、精神医学、医学技术、听力学、医学实验学、医学美容技术、医学信息学(工程)、医疗器械工程、医学影像工程(技术)、生物医学工程、医学检验技术、医学生物技术、口腔医学技术、医学营养、呼吸治疗技术。

  60.药学类:制药工程、药理学、药学、中药(学)、药物制剂、应用药学、临床药学、海洋药学、药事管理、化工与制药、制药学、药物分析、药物化学、生物制药、兽药生产与营销。

  61.食品类:食品科学与工程、农产品储运与加工、食品工艺、烹饪与营养、食品质量与安全、食品营养与检验(检测)、乳品工程、粮食工程、酿酒工程、葡萄与葡萄酒工程、食品加工技术、食品贮运与营销。

  62.航空航天类:飞行器设计工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程、航空航天工程、程力学与航天航空工程、航天运输与控制、飞行技术、(航空航天)质量与可靠性工程。

  既然STS主要是研究科学技术与社会的互动,那么首先涉及到的问题是科学技术对社会的影响到底是福还是祸?一般认为,科学技术是双刃剑。科学技术在给人类社会造福的同时,又给人、自然和社会带来种种负面影响。[4]马克思在《手稿》中通过对资本主义早期工业社会的批判,对科学技术的福与祸也展开了辩证研究,得出了相近的结论,但是又有所侧重。

  15世纪中叶是欧洲历史上重要的转折时期,资本主义生产方式开始在欧洲出现,而资本主义生产方式就是以机器大生产为基础的。但是,科学技术的社会生产力功能并没有随着资本主义制度的建立而迅速实现。这个时候科学技术的社会功能主要体现在反对宗教神学和促进人们的思想解放方面。直到18世纪末,科学获益于工业,远多于它所能给予工业的。进入19世纪,科学技术的社会生产力功能才开始得到重视。为了追求纯粹的知识进步而进行的科学研究,开始走在实际的应用与发明的前面,并且启发了实际的应用和发明。科学技术的发展大大促进了经济社会的全面发展,尤其是促进了社会生产力的飞速发展,这就导致了当时整个欧洲都在欢呼着科学技术给整个社会带来的物质财富极大丰富的福,基本上忽视了甚至根本就不承认科学技术之祸。

  与此相反,马克思在《手稿》中开篇就指出了资本主义生产的非人性。因为资本主义的整个生产都是围绕剩余价值来进行的,工人与机器的完美结合在实现剩余价值的同时,也使工人成了机器的一部分。这对工人来说就是灾难工人在精神上和肉体上被贬低为机器。一方面是由于机器化生产导致劳动强度增加以及资本有机构成提高,必然会导致更多的工人劳累过度和早死和一部分工人饿死或行乞另一方面是由于资本主义的分工是固定的而不是自由的,导致了人的发展是片面的而不是全面的,分工使工人越来越片面化和越来越有依赖性。因此,工具理性扩张占领了价值理性的地盘,在此基础上建立起来的社会中的管理制度把人变成了社会上的质料和零件,人生活的各个层面失去了批判和超越的维度,只剩下肯定方面,由此形成了病态的单向度的社会,即整个社会的发展尤其是人的发展并没有按照科学技术对社会的良性互动的方向发展,而是走向了其中的反面。

  按照马克思的理解,科学技术的进步本应该成为人的全面发展,尤其是人的本质确证的重要体现,但是在资本主义条件下,科学技术的社会功能并没有得到全面发挥,尤其是对人的解放而言。这其中的根本原因,马克思认为祸根在于资本,正是资本的固有本性,造成了科学社会功能的扭曲。在这样的社会条件下,科学技术永远都要从属于资本,是为资本家创造剩余价值的工具而已,并不具备完整的社会功能。马克思在《手稿》中,主要是从科学技术在资本主义早期工业社会中发挥出的对人的本质确证的消极影响来阐述科学技术之祸的,但是他并没有完全否定科学技术的福。马克思在《手稿》中多次强调,科学技术是人的作品与人的现实自然科学对自然的对象化是必须的;资本主义工业社会是人的本质力量的公开展示等等。因此,在马克思眼中,科学技术既是福也是祸。但是马克思认为的祸并不是我们平常意义上所指的是科学技术直接带来的,而是由于科学技术在资本主义这一个特定社会形态中产生的,主要是对人的全面发展、人的解放与人的本质确证方面所产生的祸。

  19世纪的欧洲都完全沉浸于科学技术的巨大社会生产力功能,特别强调科学技术的功利目的,人们普遍认为:科学的胜利一个接着一个,其结果,显然进展纵然缓慢却是所向无敌的。人类控制自然的能力的扩展似乎没有止境;人们都毫无理由地认为扩大控制自然的能力所用的机械原理,足可以解释整个宇宙的奥秘。因此,在科学技术与社会的互动中,自然是完全被动的,甚至是可以被忽视的。但是马克思在《手稿》中认为,人类社会作为一个完整的系统,并不是简单的科学技术与社会的互动,而应该是科学技术、自然与社会三者之间的互动。

  一方面,自然是人类社会得以生存与发展的物质基础,没有自然就没有人与人类社会。没有自然界,没有感性的外部世界,工人什么也不能创造。因此,科学技术、自然与社会三者之间的互动实质上就是人通过劳动实践在改造自然的基础上的互动,即是在人的能动性与受动性统一的基础上实现的。但是在科学技术与社会互动中就更加强调了人在其中的作用。

  另一方面,自然不仅是人类社会得以生存与发展的物质基础,并且还是科学技术研究的对象。如果没有自然,科学技术会因为对象的丧失而消失;有了自然,在人的认识与改造自然的活动中产生了科学技术进而推动着人类社会的发展与进步。但是人属于自然而是受动的、受制约的和受限制的存在物。如果需要改变这种被动式的动物生存就必须发挥出人的积极能动性,即运用科学技术对自然进行改造。但是在此过程中,就必须注意到,能动性是建立在受动性的基础之上的,否则自然作为一个受动的存在物就会转为主动,让人成为自然的奴隶。

  马克思在《手稿》中认为:工业是自然对人,因而也是自然科学对人的现实的历史关系,即科学技术是在人与自然的互动中产生,随着社会历史发展的生成过程。因此,要真正理解科学技术就必须将科学技术放到整个社会的宏大视野中进行,否则就是就科学技术论科学技术,使科学技术丧失赖以生存和发展的基础,科学技术的社会功能就会停留在工具理性的层次。因此,只有在充分认识了人与自然的双向互动中才能真正理解科学技术与社会之间的真实互动关系,否则科学技术与社会的互动就不是历史的、具体的和真实的互动,而是非历史的、抽象的和虚幻的互动。

  社会必须是建立在人们改造自然的过程中;正是在改造自然的过程中,科学技术才能得以发展与进步;人类社会也就随之而发展与进步。马克思在《手稿》中强调,只有在社会中,自然才是人化的自然,才是完成了的自然主义,科学技术才是真正的人的本质力量的公开展示,是人的本质确证。因此,不能对社会进行抽象地理解,社会是人的社会:首先应当避免重新把社会当作抽象的东西同个体对立起来。个体是社会存在物。社会是实践活动的使然,要理解科学技术就必须将其放在社会的系统中进行,只有将科学作为一种社会现象并置于社会的整体之中予以考察,才能真正把握其本质。这也是马克思主义的一贯立场。

  因此,马克思并不是简单的研究科学技术与社会的互动,还增加了一个中间环节即自然,强调是在实践的过程中来实现科学技术与社会的互动,因而必须引入自然这一个概念。这样就进一步指出了,科学技术与社会之间互动是一个历史的生成过程。现在的研究也表明,科学技术与社会的互动确实需要引入自然,因为科学技术,作为沟通自然与社会关系的中介和手段,通过科学实践及其为基础的社会建构,导致了在社会化自然过程中认识自然,在自然化社会过程中改变自然,并从而变革着社会或推动着社会的变革。这就更显示了马克思在STS领域的重要开创之功以及先见之明。

  在《手稿》看来,人的本质确证就是人全面地占有和享有自己的本质。为此要真正理解人的本质确证这一概念,首先必须知道马克思在《手稿》中是如何界定人的本质的。此时的马克思还有一定的费尔巴哈人本主义痕迹,在人的本质这一概念上还借用了费尔巴哈的类本质,但是又有所发展,不是简单的形而上的无声无息的抽象,而是指人的自由的劳动实践。因而人以一种全面的方式,就是说,作为总体的人,占有自己的全面本质。在马克思看来,人的本质确证在资本主义条件下是不可能全面实现的,只能是以异化的形式存在,根本原因就是资本主义的私有财产,导致了劳动者与劳动产品相异化、劳动本身异化为动物求生存的本能、人与自己的类本质相异化、人同人相异化。因此,劳动者的创造并不是为劳动者自己所占有和享有,而是为资本家所无偿占有。要改变这一异化状态,马克思认为,必须扬弃私有财产,消灭异化,进入,实现真正人的、社会的生存。

  马克思在《手稿》中就是根据人的本质确证视角来审视科学技术的。马克思一直坚持这样的观点:只有把科学发现充分地应用到生产过程中去,才能真正改变世界。因此,科学技术的进步是人改造自然的伟大胜利,应该是人的本质确证的当然重要体现,但是以近代自然科学为基础建立起来的资本主义工业社会却导致了人的机器化、非人性化,根本就没有使人的解放事业向前迈出一大步。如马尔库塞认为,在先进的资本主义社会里,科学技术的高度发展和工业化并没有带来人的解放,相反却使科学技术自身成为了一种全面统治的工具和对人性的更深的压抑。如果科学技术进步是人的本质确证的重要表现的话,人们对运用科学技术而从事的劳动应该是积极的、乐在其中的,但是资本主义残酷的现实就是:劳动对工人来说是外在的东西,也就是说,不属于他的本质;因此,他在自己的劳动中不是肯定自己,而是否定自己工人像逃避瘟疫一样逃避劳动。正是鉴于这样的思考,马克思认为,科学技术飞速发展造就的资本主义早期工业社会仅仅是为人的解放准备了条件而已,是黎明前的黑暗!马克思在《手稿》中从人的本质确证视角分析科学技术的目的,就是要求对科学技术的理解不能仅仅从外在的效用原理方面去进行,更不能仅仅将科学技术视为一种满足物质欲望的工具而已,事实上,科学不仅仅体现自然规律,同时还通过工业进入人的生活,有力地影响人的精神世界,体现人的价值追求,而且,这种价值观念不是后来和外在加之科学的,而是早已内化于其中。换句话说,不能仅仅把科学技术当作一种工具理性来理解,而应该是从人的本质确证的历史过程来理解;并且人的本质确证是一个全面的确证,不能仅仅从获得物质财富的多寡来衡量。只有这样,才能真正认识科学技术的社会功能。因此,马克思在《手稿》中是希望通过科学技术的进步不断促进资本主义工业社会的发展,最终扬弃资本主义,实现;这样,科学技术通过资本主义工业社会这个载体展现了异化形式的人的本质力量公开展示,一旦资本主义消亡之后,科学技术就是直接的人的本质力量公开展示了,即真正实现了人的本质确证。

  因此,马克思正是从人的本质确证的历史过程分析,一方面指出了科学技术对人的本质确证的积极作用,另一方面也指出了科学技术在资本主义条件下对人的本质确证的消极影响。如果不是这样,就有可能走极端,既看不到资本主义的积极性,也无法理解资本主义在历史上的消极作用;既看不到科学技术对人的解放推动作用,也无法理解资本主义条件下的科学技术之消极作用的根本原因所在;既看不到社会历史发展的总趋势,也无法理解社会历史发展的曲折。正如马尔凯(MichaelMulkay)在研究《手稿》后总结所说:开始时自然科学跟资本主义本身一样,是一种解放的力量,它把他们从迷信和宗教思想的意识形态混乱中解放出来。但在这一过程中,科学必定成为了资产阶级进行剥削的一种方式。特别是在工业生产领域里,科学显著地助长了人类的非人性化。客观的科学知识日益被应用于创造经济和行政管理技术,而这些技术把人们的活动和创造性仅仅限定于成为操作工(operatives)。

  在培根(FrancisBacon)的知识就是力量精神的作用下,资本主义世界已经完全陶醉于科学技术对自然改造的伟大胜利之中,甚至福柯(MichelFoucault)还提出了知识就是权力的号召。工具理性思想在资本主义广为流行,认为科学技术就是改造自然的有力工具而已,忽视了其中的精神价值。因而出现了哲学与科学的分离:哲学对自然科学始终是疏远的,正像自然科学对哲学也始终是疏远一样。过去把他们暂时结合起来,不过是离奇的幻想。存在着结合的意志,但缺乏结合的能力。甚至历史学也只是顺从地考虑到自然科学,仅仅把它看作是启蒙、有用性和某些伟大的因素。可见,马克思在《手稿》中已经充分认识到资本主义世界的科学与人文的严重分离。在科学技术的作用之下,资本主义的物质世界得到了高速增长,但是人文世界却是蹩脚的。

  在资本主义早期工业社会中之所以出现科学与人文的分离,从根本上说就是资本主义能够将科学技术迅速地转化为社会生产力,从而使资本家的物质欲望高度膨胀,丧失了对科学技术的形而上学追问。资本主义世界对科学技术的理解仅仅是从科学技术在改造自然过程中带来物质财富的多寡来展开,而不是从整个资本主义社会这一个系统来进行的。因而他们对科学技术进行了抽象的理解,并没有认识到科学技术的基础在人类社会、在人的生存。这必然会导向唯心主义的方向,显然是错误的,因为是人,而不是技术,必须成为价值的最终根源;是人的最优发展,而不是生产的最大化,成为所有计划的标准。恩格斯在《自然辩证法》中也说:不管自然科学家采取什么样的态度,他们还是得受哲学的支配。毕竟人类社会是一个系统整体,科学与人文都是人类社会必不可少的两个方面,从哲学视角考察,自然、人和社会本身就是一个有机整体,哪个环节发生断裂,都可能引发难以想象甚至不可挽救的灾难和风险。

  那么到底应该如何实现科学与人文的统一呢?马克思一贯坚持把科学看作是一种社会创造,并强调对其发展的结果、应用和方向的认识应联系到更为广阔的社会背景。正是鉴于整个人类社会发展的历史视野,人类社会应该最终进入社会,实现完成了自然主义和完成了人道主义,也是真正实现人的、社会的生存和人的本质得到确证的完美社会形态。为此,既然未来的社会将使人的解放得到全面实现,马克思在《手稿》中认为应该建立一门关于人的科学,以实现科学与人文的统一。要真正理解关于人的科学,就必须结合人的本质确证这一概念。马克思认为:科学技术是通过工业日益在实践上进入人的生活,改造人的生活,并为人的解放做准备,尽管它不得不直接地使非人化充分发展。因此,只有把资本主义早期工业社会当作是人的本质确证的一个重要组成部分的时候,自然界的人的本质或者人的自然的本质就可以理解了。也就是说,科学技术只有在资本主义这一个现实的土壤中才能发出其中的应有社会功能来,要理解科学技术也就需要从人的本质确证出发,发现科学技术到底是如何促进人的本质确证的。只有这样,自然科学将失去它的抽象物质的方向或者不如说唯心主义的方向,并且将成为人的科学的基础。因此,关于人的科学主要强调的是人化的科学、为了人的科学,而不是工具论的、异化的科学。这就要求,科学技术必须通过资本主义发达工业社会在实践上进入人的生活,改造人的生活,而不是脱离资本主义这一社会基础的抽象,或者仅仅是改造自然一个必要工具而已。

  马克思是希望将科学技术与人结合起来建立这样一门新科学以实现科学与人文的统一。当然最终的实现,还必须是在实践中的发展,通过人们的实践活动来实现科学与人文的统一,而不是简单地建立关于人的科学就能直接实现二者的统一。简单说来,就是要将一切科学包括自然科学都必须统一于人的实践活动过程中,以实现真善美的统一,因为人也按照美的规律来构造。这就要求,对人的一切对象都应该是从人特有的尺度来进行改造,而不应该受制于某一阶级的尺度来进行,尤其是资本家的独特尺度。马克思曾指出,资本家是不能发现矿物的美的价值的,只能发现矿物的剩余价值。

  综上分析,马克思在《手稿》中的STS思想,总的特点就是结合人的全面发展来考察科学技术与社会的互动。只有这样,才能真正理解科学技术到底是福与祸才能真正理解为什么在科学技术与社会的互动还必须引入自然;才能真正理解科学技术是如何实现人的本质确证的;才能真正理解为什么科学与人文统一于人的科学。这就必须认识到,科学技术与社会的互动与人的本质确证一样,是一个历史的生成过程,突出科学技术的社会性,而不能仅仅将科学技术视为一种满足物质欲望的工具而已。

  虽然马克思在撰写《手稿》时所面对的科学技术与社会的互动与今天相比较存有一定的差异,但是对于建设有中国特色的STS学派仍有重要的指导意义。

  第一,有助于确立中国STS研究的问题域。建设有中国特色的STS学派必须有自己独特的问题域。《手稿》通过对资本主义早期工业社会的批判而形成了较为系统的STS思想,对于正处于工业化进程中的中国而言,这些问题仍然是中国STS学派研究的重要问题域,需要结合当下中国的具体发展状况进行分析与解决。

  第二,有助于重新审视西方的STS思想。要建设有中国特色的STS学派除了有自己特殊的问题域之外,还必须与西方的STS思想进行比较研究,而不是跟着洋人人云亦云,否则中国的STS研究只能处于翻译、介绍和跟踪状态,很难在世界STS研究领域占有一席之地。这就需要在深入研究马克思的STS思想的基础上进行重新审视。

  第三,有助于重新深入思考我国在科学技术与社会互动过程的具体问题。比如现在的生态文明建设,马克思在《手稿》就已经详细分析了科学技术、自然与社会的互动关系,这对于现在的生态文明建设仍然具有重要的指导价值。因为现在我们仍然过于单纯地关注科学技术与社会的互动,而忽视了自然在其中的重要价值。

  自动化工业生产是当前先进性、现代化工业科学推进、与时俱进、全面拓宽的核心技术,是其持续发展、健康高效运营的物质基石,同时也是工业迈向现代化、科技化的核心标志。伴随经济全球化、时代信息化、社会进步化发展步伐的持续深入,社会对工业生产自动化控制需求日益强烈,电气自动化技术也越来越广泛的应用至各行各业中,发挥着重要服务价值作用。目前较多工业生产技术均与电气自动化技术保持着紧密联系,令两者在相互促进中实现了快速发展与共进提升。尤其是飞速发展的电子技术更是进一步推进了自动化电气技术向着人性化、智能化、科学化的方向持续发展、勇攀高峰。

  电气自动化技术具有较丰富的涉及面,因而其应用实践范畴必然极其广泛,涉及较多学科领域知识,例如涵盖了电子技术、电力工程、电工电子技术、控制理论与计算机硬件、软件技术等知识内容。我国自上世纪五十年代初期便涉足了电气自动化领域令其在工业生产企业逐步开始了实践发展。我国虽经历了对电气自动化技术几次较大规模的更新调整,然而由于其涵盖较宽的专业面、较广泛的适用性,因此直至目前电气自动化技术仍旧具有较强的提升态势,实现了生机勃勃的发展。依据我国教育部统筹安排,电气自动化技术从属于电气信息工科类,并赋予了其新的称谓,即电气工程及其自动化。目前,我国电气自动化现代工业根据教育部的相关安排,从属于工科电气信息类,新名称为电气工程及其自动化。当前我国现代工业在各生产服务领域均实现了电气自动化的广泛实践应用并创设了良好、优质的实践效果。

  信息化时代,社会实践发展中,电气自动化技术发挥着不容忽视的重要作用,并逐步体现了两类重要特征。首先其涵盖较宽的技术面,由于该技术具有较强的普遍应用性,因此在较多工业生产单位均会或多或少的涉及该项技术的应用。同时由于电气自动化技术具有较高的技术含量,在系统设计进程中,需要统筹开展整体系统的软件设计与硬件设计,并依据应用场合及行业的不同,科学选择最适宜的应用方案,这些环节均需要工作人员掌握系统、全面的技能知识。另外,电气自动化技术具有较强的依赖电子技术特性,伴随电子科学现代化技术的持续进步发展,较为典型的自动化电气控制系统由传感器信号采集至控制器运算处理信号再到执行机构进行运算结果的最终执行,均需要电子技术的密切配合,由此可见,电气自动化技术的科学发展更新离不开现代化电子技术的不断飞跃与进步。

  当前,电气自动化在多重行业中的应用已相当普及,可以说几乎所有生产行业均令电气自动化技术有了良好的用武之地,令其由最初的自动化工厂生产逐步发展为当前集中自动化控制管理系统、由最初系统供配电应用技术发展为广泛应用的自动化智能楼宇技术,由此可见电气自动化技术在人们日常生活、工作的各层各面均时刻发挥了无可取代的重要作用。伴随现代化技术的持续发展更新,电气自动化技术逐步向着网络化、分布式、开放化的科学方向持续发展。同时,社会的进步、人们对生活质量与生产效率要求水平的持续提升将继续令电气自动化技术应用于更广泛的行业领域中发挥核心价值作用。

  城市生产发展中自来水厂属于一类服务性重要基础设施,其生产水平、处理质量奖直接影响到人民群众的生活、工作与社会各方各面。目前臭氧消毒虽然已广泛服务应用至水厂水处理生产工艺中,然而由技术经济层面来讲,加氯处理在我国水处理中仍旧应用较为广泛。而加氯操作不当则会生成有害物质并对人体健康形成不良影响。因此自来水厂水处理生产工艺中,我们如何科学处理好前后加氯、补氯的适应性投加剂量应用,综合考量采用氯氨进行合理消毒并降低投氯的不良负面影响,则是当前水处理生产应主要解决的重点问题。要处理好该项难点问题仅依靠人工操作是不现实的,较易形成各类误差现象,而倘若我们采用电气自动化技术,便可以有效控制并降低误差,提升投加剂量总体精度。我们可利用PLC系统发挥控制器作用,开展系统设计进而便捷实现通讯与控制功能。例如某水厂中我们布设七台PLC组成控制水处理系统,其中采集电量与流量PLC一台,用于加氯PLC系统一台、另一台为加氨控制系统PLC,加药系统与加药配料则各布设两台PLC,同时我们可科学应用网络结构进行系统平台控制,借助上位机与现场PLC基于光缆实现通讯目标。

  加氯控制应用包括过滤前后的消除藻类与消毒处理。过滤之前我们采用流量比例加氯方式,即将PLC依据设定投加率与原水流量调节比例,将控制信号至加氯器,该类方式为开环控制模式。过滤后进行的加氯则利用投加复合环路方式,该类控制方式较过滤前控制加氯方式相对复杂,属于一类闭环方式的控制,即基于滤后流量按照比例投加,待管道一段时间的混合后,位于充分混合位置输送取样水至分析余氯装置仪器中进行余氯值测量,并反馈相应余氯值信号至PLC加氯机中,其依据出厂水设定余氯标准与相应计算结果得出同余氯值设定存在的差值。同时我们通过对该差额值实施PID计算后便可获取控制相应增量进而实现加氯器装置科学投加比例的控制,确保余氯值最大化贴近于设定值。

  控制水处理加氨方式同过滤之前控制加氯方式基本相同,而控制加药方式则基本一致于过滤后控制加氯方式,因此我们可基于上述应用原则理论构建电气自动化水处理系统。同时我们应基于PLC科学实施浓度、流量的信息采集,令其数值同设定值实施细化对比,并通过偏差运算获取科学控制参数,进而指导系统执行控制机构进行科学反应动作进而实现高校控制目标。基于PLC技术具有较快的处理速度、高度的安全可靠性,因此令整体水处理系统的精确性、及时快速性、高效性得到了全面的保障。

  基于电气自动化技术的应用优势我们只有科学明晰其技术内涵、应用特征,把握其科学应用发展趋势,在水处理生产实践中实现科学的加氯、加氨、加药应用控制,确保系统的高效、有序、稳定运行,才能真正令电气自动化技术营造优质、全自动化生产服务模式,提升工业生产现代化水平,进而创设显著的社会效益与经济效益,并促进水处理行业真正实现可持续的全面发展。

  人类进入了一个新的世纪──21世纪。回顾过去的20世纪,人类的经济和科学技术发展成果超过了过去所有世纪的总和。传统的学科正在脱胎换骨,新的学科不断问世,技术的融合程度比任何一次技术革命都高。机电一体化技术产生于这一背景之下,自然符合科技发展的规律,也是机械学科发展的必然结果。“机电一体化”这一技术术语最初来源于日本学术界,他们根据英文的Mechanics(机械学)和Electronics(电子学)两词,组合出Mechantronics一词,日文谐音记作“夕力卜口二少又”,其表意汉字为“机电一体化”,Mechantronics一词从学科角度可以翻译为“机械电子学”,我国科技界也经常直接使用“机电一体化”作为汉语的表达词汇。

  一般认为,机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义:首先,机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。其次,机电一体化是一个发展中的概念,早期的机电一体化就像其字面所表述的那样,主要强调机械与电子的结合,即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展,以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术“渗透”到机械技术中,丰富了机电一体化的含义,现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合,还包括光(光学)机电一体化、机电气(气压)一体化、机电液(液压)一体化、机电仪(仪器仪表)一体化等;最后,机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想,强调各种技术在机电产品中的相互协调,以达到系统总体最优。换句话说,机电一体化是多种技术学科有机结合的产物,而不是它们的简单叠加。

  与其它科学技术一样,机电一体化技术的发展也经历了一个较长期的过程。有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能化阶段三个阶段,这种划分方法真实客观地反映了机电一体化技术的发展历程。

  “萌芽阶段”指20世纪60年代以前的时期。在这一时期,人们在机械产品的设计与制造过程中总是自觉或不自觉地应用电子技术的初步成果来改善机械产品的性能,特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,出现了许多性能优良的军事用途的机电产品。这些机电结合的军用技术在战后转为民用,对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

  20世纪70年代到80年代为第二阶段,称之为“快速发展阶段”。在这一时期,人们自觉地、主动地利用3C技术的成果创造新的机电一体化产品,3C技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:①mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

  从20世纪90年代开始的第三阶段,称之为“智能化阶段”。在这一阶段,机电一体化技术向智能化方向迈进,其主要标志是光学、通信技术等领域进入机电一体化,同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

  我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,并取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

  随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术,目前正向光机电一体化技术(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向发展,应用范围愈来愈广。

  (1)机械技术机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。

  其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

  系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。

  其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

  传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

  (6)伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

  综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

  [2]潘忠堂.浅析传感器技术是机电一体化的一项关键技术.机械电子工程,1998(1):13-17,39


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