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航天技术的发展现状范文1
（上海航天控制技术研究所，中国 上海 201109）
【摘要】航天元器件的可靠性直接影响航天工程的成败，对于航天元器件的可靠性采购管理是航天工程的重要方面。本文首先分析国内外航天元器件的发展现状，然后经验总结了元器件可靠性采购的若干方面，最后根据国内外发展现状提出了元器件管理可持续发展的几点设想。
关键词 航天元器件；可靠性采购；元器件管理
The Reliability of the Procurement and Management of Aerospace Components
LIAN Jin-gen
（The Institute of Shanghai Aerospace Control Technology, Shanghai 201109，China）
【Abstract】The procurement and management of aerospace components is an important aspect of aerospace engineering, with it directly affects the success or failure of the reliability of Aerospace Engineering. First, the present development situation of domestic and foreign aerospace parts are analyzed on this paper. Second, some aspects of component reliability procurement are summarized by the experience. Finally, according to the current situation of domestic and abroad development, several suggestions of sustainable development management of components are proposed.
【Key words】Aerospace components;Reliability of procurement;Component management
0 引言
航天技术水平体现了国家的政治经济实力，并直接关系到国家的战略与形象。世界各国都在大力发展自己的航天事业。而航天元器件作为航天工程的关键通用产品，对航天工程的功能、性能、寿命、研制周期、成本以及任务成功都有着极其重要的作用和影响，其质量与可靠性直接影响航天工程的成败[1]。
元器件的可靠性是可靠性技术产生的两个重要应用领域之一。可靠性问题是军用电子设备的特殊问题，最早是在第二次世界大战提出并开始致力解决的问题。可靠性技术基于两个重要的理论基础：失效物理和概率统计，同时，它产生了两个重要的应用领域，即系统可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性领域又进一步可分为元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的设计与研制过程中的可控性，后者侧重于研究在电子系统研制中如何选好、买好、用好和管理好元器件，防止、控制引入过应力而损坏可靠元器件和接收、使用可靠性不能满足要求的元器件。
本文重点讨论航天元器件可靠性采购管理，即使用可靠性。首先分析国内外航天元器件的发展现状，然后总结了航天元器件可靠性采购的几个方面，最后提出对于元器件管理可持续发展的几点设想。
1 国内外航天元器件的发展现状
1.1 国外航天元器件发展现状
目前，世界航天大国极其重视元器件的质量与可靠性工作，将元器件的采购管理作为国家级战略技术资源，给予极大的关注与努力。下面从美国航天元器件的发展情况为例进行分析[2]。
美国航空航天局（NASA）的EEE元器件保证工作组（NEPAG）和EEE元器件与封装项目组（NEPP）有效负责航天元器件的技术研究以及任务实施。美国不仅关注航天元器件的很多方面，而且注意把有限资源分配到关键元器件的研发。在2005年NEPP基金的分配表中，14%用于FPGA的改进，12%用于存储器的改进。在2006年，美国政府授予洛克希德?马丁公司价值约150万美元的合同来实施一项航天项目，名为“宇航用高运行温度中波红外焦平面阵列”计划，分3个阶段，历史36个月，非常主要关键元器件的研发。
在美国，除了由NASA统一领导和保障元器件的质量与可靠性，美国还形成了相对完善的航天工业管理体制。美国总统和国会为方针政策决策层，由总统负责航天、导弹工业发展的方针政策和战略决策，而国会进行相关管理的立法工作，以监督有关部门的管理工作，并以预算拨款和政策对航天、导弹工业来宏观调控。NASA为计划层，国防部是军用航天和导弹的主管部门。
美国航天元器件的发展，除了离不开国家和政府的高度重视，还归功于美国强大的工业水平。美国非常重视国家安全基石的原材料设计、生产、制作以及测试等基础能力的建设。最近，美国针对航天工程的巨大需求，大力推进先进制造技术，并在快速响应制造、精密制造以及特种加工等技术领域取得了重大进展。
1.2 国内航天元器件发展现状
我国对于航天关键元器件的发展尤为重视。我们对“航天关键元器件”的判定条件是[2]：①对航天工程功能、性能、可靠性和环境适应性起决定作用且可替代性差；②元器件或其技术不易获取。可获得性差，满足其一即是航天关键元器件。
依据上述两条判据，通过对一些航天重点型号所用关键元器件的整理，航天关键元器件主要有运算放大器、A／D(模拟／数字)和D／A转换器、电压调整器等集成器件、大规模FPGA、DSP(数字信号处理器)、高性能CPU(中央处理器)等单片集成芯片，以及长寿命、高可靠的空间用固态放大器、行波管放大器等。
我国航天关键元器件中的大部分都是依靠从国外进口。在航天事业发展初期，火箭上的绝大部分器件采购的是国产元器件，少部分是由航天内部研制，如弹载计算机、接插件等。后来，随着航天事业的不断发展，进口关键元器件比例越来越大。在20世纪90年代后期至本世纪初，在我国研制的设计工作寿命为15年的卫星中，采用国产元器件的数量约占总数的85％，但关键元器件，如存储器、FPGA、等基本依赖进口，此时，航天元器件严重依赖进口的问题进一步凸显出来[3]。
航天关键元器件如果大量采用国外引进元器件，必将导致航天工程项目核心技术指标、进度以及建设成本等受制于人。并且，一些进口的关键元器件在使用过程中发生失效，但国内无法分析，往往需要送往国外分析，这就使得归零的周期和协调难度大大增加。比如在载人航天工程两个型号中，部分DC／DC电源模块是从国外某公司进口的产品，但其产品出现失效至今，两型号中仍各有一只未得到国外的失效分析结果。
由此可见，要想实现航天技术的可持续发展，减小进口元器件带来的安全隐患，改善航天关键元器件不断受制于人的局面，积极推进航天关键元器件的自主研发是当务之急。
2 航天元器件的可靠性采购
2.1 元器件降额采购准则
降额设计是航天工程可靠性设计的重要方面，也是元器件采购中需要执行的重要准则。在电子设备的设计准则中，通常都对器件的降额使用做出了明确的规定。我国参照的元器件降额标准GJB／Z 35—93《元器件降额准则》[4](以下简称《准则》)不仅是电子设备可靠性设计的重要准则，而且是电子设备设计方案可靠性评估的主要依据，在工程项目中得到了广泛的应用。但是随着元器件的快速发展，该标准在应用中也出现了一些需要注意的问题，主要表现在以下几个方面：①部分元器件的降额准则不够详细。在该准则编制时，对部分元器件的认识不足，没能按降额等级给出对应降额量值以及降额曲线。然而20年来，随着元器件的广泛应用，积累了一定的应用数据及元器件主要失效模式的研究成果，从而对元器件有了较为深入的了解，已为确定元器件在不同降额等级下的降额量值并给出详细的应力计算方法和降额曲线奠定了基础。②缺少新材料电子元器件的降额准则。在元器件的发展中，各种新材料不断的应用，从而改善了电子元器件的工作性能。但是对于新材料元器件，准则中给出的降额量值也需要作对应的调整。③采用新结构的元器件降额准则也需要调整。修正并补充采用新结构电子元器件的降额准则，将对相关电子设备可靠性设计工作提供了可靠指导。
2.2 常见可靠性筛选方法
可靠性筛选，是一种剔除由于元器件制造工艺形成潜在缺陷的前期失效产品的技术，已经广泛应用于各类电子产品的研究和生产中。筛选的主要功能在于通过对电子产品的100%非破坏性的筛选试验，从而剔除具有潜在缺陷的前期失效产品，使产品度过浴盆曲线的前期失效阶段。因此在元器件产品的整个寿命周期，必须采取主动的工艺手段，对电子产品施加适当的应力，使其潜在的缺陷被激发，潜在隐患提前暴露，以提高产品的质量。目前常规所用筛选方法有下面几种[5]：
①检查筛选。镜检筛选和目检筛选是集成电路的重要筛选方法，简单高效，对检查电子芯片外表的各种缺陷，观察内部的焊接、引线键合、封装的缺陷等非常有效。镜检主要包括光学、声学以及电子扫描显微镜，另外还有X射线以及红外射线显微镜等检查筛选技术。
②功率老化筛选。功率老化筛选是对产品施加外部的过电应力，以促使前期失效器件潜在的缺陷暴露从而被剔除，有效地去除元件生产中产生的工艺缺陷以及金属化膜过薄、划伤等。
③密封筛选。密封性筛选是用来检查芯片的封装残留气氛以及密封不良而渗透进去的水汽，具体可以分为浸液检漏筛选、气泡筛选、放射性筛选和氦质谱仪检漏筛选等。
④环境的应力筛选。环境的应力筛选是对产品施加比较合理的环境应力，将其内部的潜在缺陷进行加速变成故障，然后通过检验发现并排除的过程。目前为止，环境的应力筛选是国内外使用最广泛，并且最有效的一种筛选方法。
3 可持续发展的元器件管理设想
3.1 立足急需元器件的国产化
日本、欧洲等航天大国在实现航天关键元器件的自主发展过程中，都会结合本国国情，有选择、有重点、有策略地发展。从前面对我国航天关键元器件发展现状分析来看，我国目前航天元器件涉及的产品品种较多，如果要想实现自主研发，必须有重点、有策略发展。目前，SoC(片上系统)技术可以把一个单板系统或者整个控制系统的全部功能在一块芯片上实现，大大减小系统的体积重量，提高了产品的功能密度、系统性能以及系统可控度，是航天工程高性能和小型化需求的有效途径。我国也可以参考日本SOI—ASIC器件的发展经验，选择SoC为突破口，集中资源对SoC重点投入，进行重点研发。
3.2 统一受控的元器件供应途径
电子技术的快速发展，对元器件的发展产生了很大影响，其中民用器件的市场份额和效益大增，而军用、航天等可靠性高的元器件的市场份额则大幅下降，已由以前的25％降到不足l％，并且有继续下降的趋势。由于航天元器件的特殊应用特点和任务使命，确保其稳定的供应有很大难度，因此，不能仅仅依靠市场调节行为，必须要在国家层面上来解决相关资源的配置并进行统筹管理，建立起国家级资源配置平台，对航天工程有着重要影响的一些元器件项目进行重点的投资攻关，确保其稳定供应。
在这方面，美国为我们提供了学习的经验，如美国建立了统一受控的供应途径，如：①NASA为了保障航天元器件的稳定供应，建立了航天元器件资源平台NPSL(NASA Parts Select List)。NPSL是政府建立的供应线，NASA将其看作为国家必须控制资源，其从应用、研发以及技术支撑全面控制。NPSL也是NASA航天元器件产品的规范体系，NPSL共有2000多页，内容涵盖元器件型号的规格、技术性能、厂商、规范依据、预定的应用等级要求等。NPSL由NASA的NEPAG组织进行管理控制，对于选择列入NPSL的航天元器件必须经过NEPAG的审查评估。不仅如此，NASA还建立了两个核心的CSL，为航天元器件的供应提供保障。②为充分利用各个成员国的有效资源，提供行业互认标准，美国建立了统一的ESA元器件选择目录(EPPL)。它是ESA航天元器件的资源平台，可以引导用户选择并采用能够覆盖绝大多数设计的有限元器件类型，有效减少重复，实现品种的压缩，从而通过器件数量的增加来降低成本以及改善系统的可靠性。经ESA鉴定合格的元器件已进入NASA的NPSL、JAXA的QPL和QML。
因此，建立统一受控的元器件供应途径，可以保障关键元器件的稳定供应，并增加系统可靠性。
3.3 积极推行元器件的标准化
目前，NASA、ESA、JAXA已经制定了航天元器件标准体系和配套的标准，能够用来技术成果的固化和传递。通过标准来总结经验、提高安全可靠性、控制问题的重复发生、加强风险管理能力、促进技术发展水平，满足支撑航天项目的需求。由此可以看出，对于工程师以及技术人员来说，标准规范在工程项目设计、研制和生产等方面都是非常重要和关键的技术资源。
NASA的航天元器件标准体系充分的利用了其政府标准和国家军用MIL标准，通过贯彻执行各类元器件的产品规范、标准及其它工程文件手册，支持了元器件的设计、选用、生产、检验、应用、失效分析等各个环节的严格控制。产品规范是NASA标准的主体，只有据此进行质量认证的元器件产品才可以成为NPPL的主要备选对象。NASA还充分总结了工程应用经验，形成了大量的、有借鉴价值的工程实践以供参考，这样也形成了以规范标准为基础和手段，具有结构清晰、内容规范可控、保障完善等特点的应用质量体系。
3.4 库存元器件的有效管理和使用
在对元器件、原材料选型后就进入采购周期阶段，并按合同要求节点到货后，进行复验以及二次筛选，合格以后取回入所，入所质量的控制至关重要，比如，对功率模块、霍尔器件、电感和磁环等有特殊应用要求的元器件，设计师必须拟制检验要求以及技术协议。对元器件、原材料的使用情况、物理尺寸、无害的电性能实验测试做出详细的描述，质量师据此检验要求来完成基本的入所质量检验。元器件、原材料在入库之前，设计师依据课题型号编写相关元器件的配套表，把元器件的名称、规格型号、批次、印制板的代号、数量、封装形式、质量等级、生产厂家全部写清楚归档。在使用时，依据元器件配套表将元器件以及合格证领出，对元器件进行静电防护、包装、运输等，将领出的元器件入到本单位元器件库备用。
在元器件库存管理中，还会遇到超过有效期问题。超过有效期贮存期的航天元器件，应当先进行超期复验。在元器件超期复验中进行失效分析，发现功能已经失效或者不合格率(PDA)超差(适用时)，必须对失效件进行失效分析，失效分析的管理按QJ3065.5和相应管理文件的规格执行。若失效分析结论为批次性问题，则整批元器件不能用于项目型号。
另外，元器件在装机使用前还要进行必要的质量控制，以满足可靠性需要。根据系统对元器件的可靠性需要，剔除元器件的早期失效和潜在缺陷，开展元器件质量控制工作。
3.5 政府企业质量控制多重把关
元器件质量保障是高技术的系统工程研制部门经常采用的一种先进有效的质量管理方法，也是航天产品可靠保证的重要领域之一。根据对美国国防部、NASA、ESA的航天元器件质量保证工作的发展现状研究发现，航天型号对使用的元器件的质量和可靠性要求越来越高，但我国与国际水平的差距却在不断地拉大，与航天需求间的矛盾不断加剧。未来，必须改变发展思路，管理协调、机制创新，不仅要在元器件的采购、筛选、检测和使用过程中，加强质量保证控制，确保元器件的使用质量，还需要国家高层在战略层面上采取一些特殊举措，建立自主可控的关键航天元器件产品保障体系，以保证我国航天工程协调、可持续地发展。
4 结束语
航天元器件的可靠性是航天工程的重要方面，在国内航天元器件发展管理还不完善的情况下，必须积极借鉴国外航天大国的经验，做好可靠性采购，并立足国产化，积极推行有效的管理经验，严把质量关，实现我国航天元器件的可持续发展，确保我国航天工程的蓬勃发展。
参考文献
［1］桑娜,王敬贤.国外航天元器件发展经验简析[J].航天元器件,2010(4)：28-31.
［2］姚莉,王敬贤,蔡娜.国内外航天关键元器件发展初探[J].航天标准化,2013(1)：26-29.
［3］方怡.元器件国产化应用管理的探讨[J].质量与可靠性,2013(4)：46-49.
［4］张晧东.元器件降额准则分析[J].电子产品可靠性与环境试验,2013(4)：64-66.
航天技术的发展现状范文2
【关键词】计算机技术；发展现状；应用；教育培训；特点
现代社会已经是信息化、网络化高速发展的时代，计算机技术的发展对人们工作、生活都产生了非常重要的影响。计算机和计算机技术已经广泛深入到各行各业的各个领域，积极推动着我国国民经济的发展。总的来说，计算机技术的发展促进了人们生活的安定和国家经济的繁荣。当然随着计算机技术的逐渐发展、应用，计算机教育培训也在蓬勃发展。为此我们必须结合当前行业发展需求分析了计算机教育培训的特点，采取有效措施促进计算机教育培训的良好、健康发展。
一、计算机技术的发展
1.发展现状。上世纪40年代，宾夕法尼亚大学出现了世界上第一台计算机。这个时期计算机研发成本很高，而且还十分复杂，主要运用在军事部门。随着计算机成本的下降，到了80年代前期，许多政府部门和科研机构及一些大型企业开始使用计算机。80年代中后期个人电脑开始出现，到了90年代，计算机就逐渐走入了公司和家庭。计算机技术发展至今主要经历了五大阶段，第一阶段的主要元件是电子管，第二阶段时晶体管，第三阶段是集成电路，第四阶段是以大规模集成电路为主要元件，第五阶段的主要元件就是超大规模的集成电路。目前计算机技术就是处于第五阶段，但是仍然是多种方式并存，多种机型共同发展。
2.发展趋势。随着硅芯片技术的高速发展，硅技术越来越接近了其自身的物理发展极限，为此必须要求计算机变革自身结构，大力发展器件与技术。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机和纳米计算机应运而生。计算机技术逐渐走向智能化、网络化、信息化。
2.1结构化发展。计算机在未来的发展道路上，最为突出的就是自身结构化的发展。从硬件设备的大小来看，计算机逐渐走向小型化。但是为了某些特定需要，也出现了相应的巨型化计算机和微型化计算机。从计算机自身性能来看，计算机可以进行有效的自我修复、升级，体现了计算机技术的独立性、智能性和积累性的特征。
2.2空间化发展。除了计算机技术的结构化发展之外，它的另外一个发展趋势就是空间化发展。计算机技术逐渐走向智能化、网络化、信息化。技术发展越来越复杂，应用范围越来越广泛，还能有效适应各种复杂的工作环境，技术发展也越来越人性化，显得更加便捷和高效。
二、计算机技术的应用
1.科学计算。早期的计算机主要用于科学计算。目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。
2.过程检测与控制。过程检测与控制利用计算机技术来检测工业生产过程中的某些信号，并把数据存入计算机，然后再进行数据库处理。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。
3.信息管理。信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。利用计算机来进行各项数据处理，像企业管理、物资管理、报表统计、信息情报检索等。目前国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统；生产企业也开始利用计算机软件进行生产规划；商业领域则大力发展电子商务贸易。
三、计算机教育培训
1.计算机培训目的多样化。社会的进步，科技的发展致使计算机应用于各行各业，也普及到每个家庭。计算机和外语、驾驶技术被称为21世纪必须掌握的三大技能，由此可见计算机学习的重要性。除了课堂上计算机技术的初步学习以外，很多人出于就业、再就业的考虑主动去参加教育培训。首先是工作需要，计算机应用太广泛了，我们必须掌握这一基本技能才能适应社会、工作对我们的要求；其次就是生活需要，因为现在计算机都普及到家庭，必须掌握计算机饿入门知识，简单操作才能应付生活需要；最后就是再就业需要，社会上有很大一部分人来参加成人计算机培训，是为了通过培训学习掌握计算机基本操作，能在找工作时达到应聘单位的要求。
2.计算机培训的特点。结合述计算机技术的发展现状、发展趋势和当前行业发展需求我们对计算机教育培训的特点进行了如下分析：
2.1要强化实践环节。计算机教育培训，光有理论基础还不行，必须要有很强的动手 操作能力，只有这样才能提升自己的实践水平，满足社会发展和工作的需求。强化实践环节，才能培育高质量的和具有综合能力的人才。
2.2变革培养方式。计算机培训教育不同于其他学科的教育，计算机具有很强的教育实践性。因此必须在实践中按照实施问题――解答――分析的过程来实现，而且要注重各个环节的有效联系。
2.3面向职业需要。工作需要，计算机应用太广泛了，我们必须掌握这一基本技能才能适应社会、工作对我们的要求。在培训过程中，需要根据学员的不同职业性质进行具有针对性的培训。不仅培训理论知识，更重要的还是要进行实际操作。
2.4多种模式并存。计算机自身的发展具有多样性，那么培训也应该要有多样化的特点。允许多种教育培训理念的存在。不仅包括计算机技术本身的多样性，还应该包括应用领域的多样性。
3.教学措施。在现代化信息时代，为了提升教学效果，必须采取有效的措施。首先要加强对计算机理论及实践知识的了解和认识，不断培养学生的学习习惯；其次还要大力加强师资力量建设，完善课程设置；再次还要以计算机为依托，综合利用教师、学生和设备等各种资源；最后进行协作式教育，加强教师之间、师生之间和学生之间的协作，不断提升对计算机的学习和应用效果。
参考文献：
[1]龚炳铮.我国计算机应用发展现状及趋势，第六届全国计算机应用联合学术会议论文集，2002
航天技术的发展现状范文3
关键词：新材料 复合化 航空飞机 优势
中图分类号：V257 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（c）-0004-02
与铝合金结构、钢结构材料等传统材料相比，先进性复合材料在综合性能上更具优势，其用量成为了代表着航空航天先进性的一个标志，占据着重要的地位。我国若要在竞争激烈的世界市场中站稳脚跟并且不断向前发展，就要对先进性复合材料这一被全球强国重视的核心技术进行深入研究与重点发展。
1 先进复合材料的基本定义
先进复合材料，简称ACM，即是在进行主承力结构与次承力结构等加工过程中，可以运用的刚度性能以及强度性能≥铝合金等传统材料的一种复合材料，不但在质量的轻度上占据优势，其比强度、比模量都更加高，还具有抗腐蚀、耐高温与低温、减震隔音及隔热的良好性能，并且具有较佳的延展性，如今被大量地推广应用在建筑行业、机械制造行业、医学行业以及航空航天行业等领域中[1]。
2 先M复合材料的特点
作为当今时代的主导材料，复合材料有着以下一些特点：首先是可设计性与各向异性，根据构件的使用要求与环境条件，可以在设计环节进行合理的组分材料选择、材料匹配，并且通过界面控制尽可能地满足预期要求，达到工程结构所需性能的标准要求。传统材料的运用上常见的材料冗余问题也可以很好地避免，实现材料结构的效能最大化。其次，复合材料的构件和材料一起形成，提高了结构的整体性能，无需过多的零部件，实现了加工周期的缩短与成本的减少。然后，复合材料在其复合效应下形成新性能，并不存在单一材料或几种材料简单混合的性能缺陷问题。
再者，复合材料能产生很多功能，比如吸波和透波、防热和导电、透析和阻燃等等一系列功能，在结合其他先进技术的基础上，形成一种新复合材料，比如纳米复合材料、生物复合材料和智能复合材料等。最后，需要注意的是，在复合材料的成形过程中，其组份材料会发生物理变化与化学变化，使得复合材料构件性能在很大程度上依赖其复合工艺，难以准确地对工艺参数进行适当的控制，以至于性能具有较大的分散性。
3 先进复合材料在航空航天领域的应用
3.1 先进复合材料在无人机领域的应用
现代战争理念的改变，使无人机倍受青睐。无人机除在情报、监视、侦察等信息化作战中的特殊作用外，还能在突防、核战、化学和生物武器战争中发挥有人军机无法替代的作用。无人机的发展方向是飞行更高、更远、更长，隐身性能更好，制造更加简便快捷，成本更低等，其中关键技术之一就是大量采用复合材料，超轻超大复合材料结构技术是提高其续航能力、生存能力、可靠性和有效载荷能力的关键。
3.2 先进复合材料在民航客机的应用
复合材料在民机结构上的应用近年来取得较大进展。复合材料的优点不仅仅是质轻，而且给设计带来创新，通过合理设计，还可提供诸如抗疲劳、抗振、耐腐蚀、耐久性和吸/透波等其他传统材料无法实现的优异功能特性，增加未来发展的潜力和空间。尤其与铝合金等传统材料相比，复合材料可明显减少使用维护要求，降低寿命周期成本，特别是当飞机进入老龄化阶段后差别更明显。同时，大部分复合材料飞机构件可以整体成型，大幅度减少零件数目和紧固件数目，从而减小结构质量，降低连接和装配成本，并有效降低总成本。
3.3 先进复合材料在航空器领域的应用
功能材料在航天领域的应用更为广泛，其中最重要的是返回式航天器的表面热防护功能材料。中国材料研究学会学者唐见茂研究指出，航天飞行器（导弹、火箭、飞船、航天飞机等）以高超声速往返大气层时，在气动加热下，其表面温度高达4 000 ℃～8 000 ℃；固体和液体火箭发动机工作时，燃烧室产生的高速气流冲刷喷管，烧蚀最苛刻的喉衬部位温度瞬间可超过3 000 ℃。
4 结语
通过以上的研究可以发现，随着航空航天技术的飞速发展，对材料的要求也越来越高。一个国家新材料的研制与应用水平在很大程度上体现了其国防和科研技术水平，因此许多国家都把新型材料的研制与应用放在科研工作的首要地位。新型航空航天器的先进性标志之一是结构的先进性，而先进复合材料是实现结构先进性的重要基础和先导技术。我国将成为世界上先进复合材料的最大用户，笔者认为，我国应该针对国外技术封锁与国内技术储备不足的国情，不断地自主创新，努力探索原材料、设计问题，运用理论、低成本技术以及政策支持等一系列的解决方法，不断提高航空航天器的结构先进性，不断加强对先进复合材料先导技术的研究与发展。
参考文献
航天技术的发展现状范文4
关键词：海洋测绘技术 发展现状 发展措施
1.我国海洋测绘工作发展现状
改革开放以来，通过各涉海测绘部门的大力合作，我国海洋测绘工作获得了很多重要成果，推动了国防和社会经济建设，同时也为我国海洋测绘提供保障。我国海洋测绘人才队伍通过长期发展和积累，逐步形成教学、科研和生产的全套体系，我国海洋测绘技术发展过程十分迅速，原来技术不成熟只是单一的进行海洋信息的获取，现在则将海洋信息探测与物理、电子科技等学科相融合；原来获取海洋信息的设备主要搭载在轮船上，现在则利用潜艇、航天技术等为深部探测提供良好的信息测量平台。随着信息科技的发展和中国工业进程的推进，我国的海洋探测设备水平有了很大的提高，配备了一大批具有自主知识产权的现代化海洋探测信息设备，基本实现了由手工探测到信息自动化的转变。
2.海洋测绘技术发展趋势
2 . 1水下综合定位与导航相融合
电磁波在大陆定位系统中发挥着极为明显的作用，它传播速度快、定位准确，但是并不适合海洋探测系统，因为电磁波在海水中衰变明显，传播极短的路程能量就会衰减殆尽。与电磁波相对应的是声波比较适合海洋探测，其在海洋中传播的能量损失微乎其微，因此它能很精准地进行海洋定位。为更好地将声学系统进行分类，可以将声基线距离作为分类的指标，根据其距离的大小分为超短基线系统（USBL/SSBL）、长基线系统（LBL）以及短基线系统（SBL）。USBL/SSBL定位较为精准，其精度可达二到三米，其构造为三个以上距离为两厘米的单元组成水听器基阵，通过处理信号传播到单元之间的相位差及斜矩来进行定位。SBL与测量船相结合，将水听器布置在船的下方，通过处理信号在水听器之间传播的时间差来定位，其精度为五米；LBL通过分析安放在海底的声信号源与测量设备的距离来定位，精度可达两米。
2 . 2海洋遥感信息技术
海洋遥感信息技术是电磁波与信息科技的有机结合，通过人造的特殊传感器接受和分析海洋散发出的电磁波，来进行海洋相关参数的测量，其中传感器可以安设在不同的设备上，如人造卫星、飞机等现代化的设施上。按传感器的工作形式可以分成主动和被动两种形式，主动式的传感器工作较为复杂，它是信息双向传达的过程，首先需要遥感器向海洋发射电磁波，然后由专门的接收系统海洋的反射，通过一系列的信息处理来获得海洋相关参数；被动式传递方式是单向的，传感器只是接受海洋辐射和散发的电磁波，通过分析这些信息，来获得海洋的探测数据。传感器是海洋遥感技术的核心，目前广泛采用的是陆地卫星装载多光谱扫描仪TM以及ETM，它造价较低、操作方便，同时分辨率也较为理想，可以达到三十米左右。随着海洋探测技术的成熟和相关信息科技的进步，高度信息化和智能化的传感器会被逐步应用到海洋探测行业。
2.3多源多传感器信息融合
传统的海洋探测经常会采用单波束测深仪，但是其探测的准确性亟待提高，于是经过海洋技术人员的技术革新，将其进行升级和改造，逐渐发展成为目前广泛采用的探测技术――多源多传感器技术。发射阵是多源多传感器的核心构造，其一般安置在测量船的前端。基于声波系统的优越性，多源多传感器技术也采用声波系统作为信息传递的媒介，其通过发射阵向海洋发射一系列声波束，然后通过专门安置在船下端的接收系统进行发射声波的接受。再通过分析声波束的变化，来获取海洋信息。多源多传感器系统中可以采用振幅检测法，还可以使用相位检测法，通过相干原理比较换能器的两个接收单元间相位差，来分析波束到达角，为后续计算提供数据。
3.加强测绘工作发展的措施
3. 1强化部门沟通与协调
当下我国海洋测绘工作比较复杂且艰苦，各部门的力量都不是很强，在能力达不到标准的状况下，必须要强化每个涉海测绘部门单位之间的沟通和合作，拧成一股绳，把分力变成强大的合力，提升海洋测绘工作效率，进一步为我国国防和社会经济发展贡献更多的工作成果。因此，有关部门应该根据相关法律法规制定和改进，明确军地双方的工作职责，将海洋测绘工作内容细致化，为实现各涉海部门的精诚合作铺平道路。与此同时，各部门要清楚各自的职责范围，避免出现职权交叉的情况，根据专业领域和测绘工作任务来开展军地分工和各涉海部门之间的任务分工。在测绘技术创新研究、装备使用、安全管理等方面进一步深化合作，扬长避短，只有如此，方可使我国海洋测绘服务保障发挥最大的优势。
3.2完善海洋测绘规划
国家有关部门要对海洋测绘工作给予更多的重视，军地两方共同合作，积极参与相关工作。由实际情况来分析研究，进而制定出一个统一的海洋测绘发展规划，设置科学恰当的阶段性实现目标，有条理有计划的推动海洋测绘事业的稳定发展。在现在海洋测绘工作面对迫切发展，同时有关部门合作参与行动的情况下，对海洋测绘工作开展统一的规划和布局，相互之间合作协调。有效降低测绘的无用功，提高共享水平。
3.3建立专业技术人才队伍
若要提高我国海洋测绘技术装备的创新能力，就必须要有相关的专业技术人才，特别是海洋测绘专业方面的。当下我国海洋测绘工作中专业技术人员比较少，人才的衔接和培养落后于时代的发展，这是目前阻碍我国海洋测绘工作顺利开展的最大绊脚石，大连舰艇学院开办的海洋测绘专业是我国海洋测绘工作起步较早的专业，像山东科技大学等地方性高校开设的海洋测绘相关专业时间很短，基本上处于初始研究阶段。武汉大学是专门培训测绘相关专业人才的重点高校，但是其中只是开设海洋测绘内容课程，并没有开设有关测绘的专业。因此，相关重点高校要努力提升海洋测绘学科在教学课程中的地位，适当开设海洋测绘相关专业，建立海洋测绘专业技术人才培养机制，这个工作亟待解决。
3.4技术装备的投入力度
增强海洋测绘技术装备的制造能力，加大相关装备的投入，进而推动海洋测绘技术的改进和创新，这是海洋测绘工作顺利开展的基本保障。加快海洋测绘高新技术的发展，改进原来的工作模式和信息采集形式，提高海洋测绘技术的升级、提升相关人员的技术综合素养。从业者和相关的技术部门要紧抓海洋测绘技术的最新进展，加大对遥感信息技术、多源传感器技术等代表国际海洋测绘的前沿科技的投入力度，借助中国航天科技的发展为海洋测绘技术的革新提供有力的平台。深化卫星遥感和海洋深水测绘等相关技术领域的协调合作。规范测绘技术标准和要求，努力推动海洋测绘的自动化智能化进程，研发先进的海洋测量装备，注重中远海综合测量船的制造。
4.结语
现在我国海洋测绘事业急需要发展创新，测绘技术的基础相对较弱，测绘工作很艰难，必须采取措施进一步强化。通过深层规范相关管理，统一和完善海洋测绘规划，强化相关海洋测绘部门的沟通协调，建立专业化人才培养机制，加大相应技术装备的投入，进而提高海洋测绘工作的服务保障能力，最终实现海洋测绘事业的稳定发展。
参考文献：
[2]李景光，阎季惠.美国国家海洋政策实施计划及其启示[J].海洋开发与管理，2013（10）：16-20.
航天技术的发展现状范文5
航天技术是研究太空科学、进行资源开发与应用的综合工程技术，是高技术密集的尖端科学技术［1-2］。航天复合材料与结构是保障航天器在轨服役、高速再入和安全返回的关键技术之一，其涉及高温和超高温、强辐射、高真空、微重力等极端环境，具有显著的多学科交叉特点。由于航天复合材料产品结构复杂、工作条件和服役环境特殊，与传统复合材料的结构和性能存在较大的差异。欧美等国一直把航天复合材料作为国家的基础技术和关键技术大力发展，安排了系列研究［3-4］。近年来，国绕新一代飞行器的快速发展开展了新一轮的材料技术创新驱动研究，例如X-43A、HTV-2、X-37B、X-51A等飞行器的成功飞行［5-8］，标志着国外热防护复合材料技术已经进入了崭新的发展阶段。纵观国内外最新航天器的发展现状，航天复合材料总体发展趋势是耐高温、轻量化、低成本和多功能化，而材料微结构设计、材料体系和制备方法创新发展将在未来航天复合材料的发展中发挥不可或缺的主导作用。本文总结了国内外航天器轻质防热复合材料及轻质结构的发展现状，并以新型超轻质“雾凇结构”防隔热复合材料和充气式再入减速器热防护材料为重点，介绍了近年来我国相关领域的进展，最后对航天复合材料与结构的未来发展趋势进行了探讨。
2超轻质烧蚀型高效防隔热一体化材料
烧蚀防隔热材料是经典的热防护方法，通过相变和物质消耗起到防热作用，可用于高焓高热流环境。尤其是深空探测航天器以第二宇宙速度再入的热环境特征是峰值热流密度大、焓值高、压力低和再入时间长，要求防热材料及其构件具有低密度、耐高温、低热导率、低烧蚀量和高热阻塞效应的特点［9］。针对深空探测航天器对耐超高温防/隔热材料一体化材料需求，国内外研究机构相继研制出了系列具有“超轻质、低热导率、耐高温、微烧蚀”热防护材料并成功通过飞行验证。例如美国阿波罗(Apollo)计划采用了AVCOAT热防护材料(平均密度为0.55g/cm3)，以酚醛玻璃钢蜂窝增强环氧-酚醛、石英纤维和空心微球的结构形式，这种中密度材料40年前成功应用于A-pollo热防护结构［10-11］。其改进型被选为OrionCEV热防护材料，改进后的Avcoat材料所累积的试验数据较少，主要集中于评价它与成熟Avcoat材料在性能上的一致性［12］。值得注意的是，近年来NASAAmes研究中心开发了新一代低密度烧蚀材料即酚醛浸渍碳烧蚀体(PICA)。PICA以FMI公司生产的纤维状碳基隔热材料为增强体，浸渍酚醛树脂而成，密度为0.24～0.32g/cm3，成功用于高速再入的星尘号试样返回舱热防护系统中，经受了峰值热流密度12MW/m2、总加热量365MJ/m2的再入热环境［13-19］。PICA曾是OrionCEV除改进型Avcoat外的TPS候选材料，还作为MSL的迎风面防热材料成功登陆火星［20］，并作为主要防热方案应用于SpaceX公司龙飞船热防护系统，这种新型轻质防/隔热材料曾被评为2007年美国宇航局年度发明奖［21］，密度仅为传统隔热材料的1/5，能瞬时抵抗高达2700℃的高温，是集耐烧蚀-承载-隔热于一体的新一代热防护材料［22］。而国内目前通过探月三期再入返回飞行试验器的“半弹道跳跃式再入”方式返回地球，验证了由月球高速再入情况下的中密度防热材料与技术，但对这类纤维状基体增强树脂类超轻质烧蚀材料的研究还处于初期阶段，既没有形成完备的材料体系，更没有完成验证飞行的报道。
2.1微结构设计和力学性能
经过调研国内外研究进展，哈尔滨工业大学提出了新型超轻质具有“雾凇结构”(图1(a))防隔热复合材料用于极端环境再入防热的构想，并进行了典型热环境考核试验。图1(b)为自制的网络碳骨架微观结构，纤维之间通过特种玻璃碳相连以提高强度和刚度［23］。通过自制特种改性酚醛树脂的结构改性，并进一步浸渍和充填碳骨架(图1(c))，制备的碳骨架增强酚醛树脂具有比表面积大、孔隙率高、热导率和密度低的特点，集烧蚀防热和隔热于一体的新型超轻复合材料。图2为四种密度的碳粘结碳纤维骨架材料压缩测试的典型应力-应变曲线。从图中可以看出，碳粘结碳纤维骨架材料具有“半柔性”材料的特点，其压缩曲线可分为两个阶段，在第一阶段，压缩应力随着应变的增加呈近似线性增加达到最大弹性应力(曲线上A点，定义为压缩强度)，之后曲线出现转折点，应力增加的幅度较之前大为减小，且应力值出现类似于屈服现象的上下浮动，这也表明材料内部局部发生破坏。在平行于压力方向，压缩应力达到压缩强度后随应变增加快速降低直至应变接近30%，而垂直于压力方向，压缩应力随应变增加平稳波动变化至30%以上。研究了碳纤维骨架的密度与其压缩强度的关系，如图3所示，平行于和垂直于压力方向的压缩强度和模量均随着密度的增强而增大，在平行于压力方向的压缩强度已经超过6MPa，垂直于压力方向的压缩强度也达到2MPa以上。
2.2烧蚀性能
地面模拟试验是检验和验证防热复合材料烧蚀性能优劣的重要途径，使用等离子电弧风洞模拟试验对碳骨架增强酚醛树脂防热复合材料进行了驻点烧蚀考核。电弧风洞驻点烧蚀试验考核过程使用高频摄像机所获取的视频截图如图4所示，发现烧蚀过程中材料前表面温度一致，整个过程中均匀烧蚀后退并且没有机械剥蚀出现，烧蚀加热过程中防热材料表面温度超过2200℃，经过60s气动加热后材料的质量烧蚀率为0.136g/s，线烧蚀率为0.058mm/s，驻点烧蚀后较好保持了初始的球头外形，试样后表面的碳化层完整没有沟槽、孔洞等缺陷。从图6所示的烧蚀后试样的横向切片宏观照片上可见烧蚀过程和热沉后，试样可以分成明显的碳化反应层(或碳化层)、热解层和原始材料层，而且碳化区和热解区只集中在试样前端的较小范围内，即试样背面温升极低，酚醛树脂仍为原始状态，表明防热材料具有优越的隔热性能。通常在高温烧蚀过程中，酚醛树脂在高温下与穿过边界层进入的高速气流相互作用，树脂热解释放吸收热量并且热解产物注入边界层对表面才形成保护作用，同时表面形成坚固碳化层辐射热量;亚表层产生的小分子和大分子热解产物在碳化反应层内高温作用发生二次裂解吸热并产生大量气体，同时在处于高温下的碳吸热升华吸收热量，这些热解气体及其反应产物和升华碳从材料表面逸出注入边界层对轻质防隔热材料起到热屏蔽作用。酚醛树脂热解层出现的温度区间为200～800℃，酚醛受热分解释放出热解气体得到多孔碳，因此该区域的主要成分是碳骨架、孔隙、热解气体、热解碳以及这些物质相互反应得到的气体产物。处于孔隙中的热解气体及反应产物随着气体量增加、压力升高会沿着材料内部开放孔隙逸出酚醛热解层，对多孔酚醛热解区起到热屏蔽作用。原始材料层烧蚀过程中温度始终维持在200℃以下，主要吸收机制为热容吸热，由于材料具有“雾凇结构”而表现优异的隔热特性，因此始材料的酚醛几乎保持制备态的颜色和微结构。
3充气式再入减速器热防护复合材料
充气式再入减速器(简称为充气减速器)，也称为充气式防热罩［24］。再入过程中，减速器在大气层内从包装折叠状态到完全展开飞行状态，经历大气的自由流、过度流和连续流等几个阶段后，飞行速度由超高声速逐渐降低到亚声速，直至满足着陆要求［25］。充气式减速器主要功能包括:1)再入防热:在进入大气层时承受高超声速气动热载荷;2)气动减速:在超声速和亚声速状态时通过气动力减速，达到着陆速度要求;3)缓冲着陆:在着陆过程中通过充气结构实现着陆器的着陆缓冲从而安全到达地面完成回收。充气式再入减速器具有传统返回飞行器的热防护系统、降落伞减速装置和着陆缓冲/漂浮系统集成一体的特点，为有效载荷和航天员的应急返回提供了一种新的技术途径［26］。20世纪60年代，美国进行了充气式气动减速系统的研究［27］，但当时单从减速功能考虑，降落伞技术相对更为成熟且能满足当时的要求，所以70年代后，充气式气动减速装置的研究基本终止;20世纪末，随着轻质柔性耐高温材料技术的突破，充气式进入降落技术重新获得关注，美国进行了一系列飞行及地面试验［28］;随着研究深入，发掘更多潜在的应用需求，明确了相应关键技术［29］。目前为止，充气式再入飞行试验(IRVE)共进行了三次飞行试验，有成功也有失败。2007年，由于火箭问题，IRVE首飞失败［26］。2009年8月，IRVE-2获得成功，飞行高度达211km［27］。2012年7月，IRVE-3发射升空，从451km高度开始下落，IRVE-3承受比IRVE-2更剧烈的气动热载荷，并验证了利用移动质心产生升力的技术，试验获得完全成功［32-33］。NASA发射的IRVE-3采用Nextel440BF-20作为外层防护，隔热层为Pyrogel3350，气密层为Kapton/Kevlar/Kapton［33］。NASA提出了Nomex-Viton结合的热防护复合材料以及超薄的新型陶瓷防护高辐射涂层PPC，可经受－120～1650℃的温度［34］。单面或双面涂覆的对位芳纶纤维、芳香族聚酯纤维以及ILC纤维也成功应用于IRVE防热系统［30-32］。日本JAXA研制了一种新型硅橡胶薄膜与ZYLON纤维复合材料［35］，ESA和俄罗斯在IRDT中研制的具有烧蚀特性的预浸二氧化硅纤维织物可以有效防止热流传入柔性充气壳中［35-36］。根据可折叠展开柔性TPS服役环境要求［37］，通常防热材料设计由三部分组成［38］:1)防热层，由特种陶瓷纤维组织，如具有耐高温和优异的高温热稳定性的Nextel系列［39］;2)隔热层，主要由纤维增强气凝胶组成，根据密度要求，可以调控柔性纤维增强气凝胶材料的厚度、密度和热导率;3)气体阻隔层，主要由聚酰亚胺薄膜或凯芙拉纤维组成(如图7和8所示)［37-38］。可折叠展开柔性TPS的厚度较薄(～10mm)［40］，这对TPS的耐热和隔热性能提出了苛刻的要求，利用石英灯阵列加热试验［41］考察了多层TPS的表面和冷面温升曲线。可以发现对于8mm的柔性TPS而言，经过长时间石英灯表面加热(300s)，表面温度设定为1000℃，背面温度在100s前几乎没有变化，在300s时最高温度为210℃，表现出良好的防隔热特性(图9所示)。根据大气再进入任务工作环境的特点，可折叠展开柔性防热复合材料的耐热性能和力学性能都面临比较高的要求，如比重小、强度高、耐冲击和耐高温等。目前，美国和俄罗斯［43］在该项材料技术上已有所突破，但国内相关的材料的报道较少，对于开展可折叠展开柔性防热复合材料的研究应首先结合设计方案，对材料指标做充分地论证分析，例如材料的强度、高温特性和柔韧性等技术指标要求，并且提出高性能防热材料的研制思路，为彻底攻克材料技术打下基础［44］。相比于传统刚性材料，大尺寸可折叠展开柔性TPS对材料和工艺提出了更高的技术要求。一方面柔性耐高温防热层材料国内目前研究基础和实力较弱，难以研制出高温强度保持率高、抗氧化烧蚀性能优异的柔性防热布［43］;另一方面这类TPS的大面积可折叠柔性展开等性能特点对材料成型工艺(缝补、涂层、折叠储存等)提出了更加苛刻的要求［44］，需要进一步深入开展相关材料成型工艺和控制的基础研究。
4结束语
航天技术的发展现状范文6
关键词：机电一体化现状；应用；认识
一、新型机电一体化的产生与应用
机电一体化技术是指在原机械传动工作机构中的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
上世纪20年代以来，人们在传统的机械传动技术发展基础上，大力发展了机械工业化革命，推动了工业化社会的发展，在二十世纪40年代以后，又利用电子技术的初步成果，来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。通过计算机技术、控制技术、通信技术的共同发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。
20世纪70年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。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。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。
我国从20世纪80年代以后的改革开放时期，就开始开展机电一体化研究和应用，在工业制造、通讯技术、航天航空技术、电气自动化控制技术应用等领域取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进工业技术的综合发展。机电一体化技术已成为一门有着比较完善的自身体系的新型学科，在当今科学技术的不断发展的以后，机电一体化技术还将被赋予新的内涵。
二、机电一体化的发展现状
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。20世纪40年代以前为第一阶段（称为初级阶段），在传统机械传动技术应用中，人们利用电子技术的初步成果来完善机械传动与控制的性能。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，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于萌芽状态。因为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，鉴于技术难度与价格诸问题，已经开发的产品也无法大量推广。
20世纪70年代~80年代为第二阶段（称为蓬勃发展阶段）。这一时期，由于微型计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。随着大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化技术的发展和应用提供了充分的物质基础。
20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、传感器技术和通信技术等进入了机电一体化，数控加工技术和微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。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，更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也做了大量的工作，在机械制造、通讯、交通、航空航天技术等领域虽然取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
三、机电一体化的发展趋势
（一）智能化趋势
所谓“智能化”，是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
（二）模块化趋势
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元等，是一项十分复杂但又是非常重要的系统工程。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
（三）微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
（四）网络化趋势
计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
（五）绿色化趋势
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
（六）人性化
未来的机电一体化更注重产品与人的关系，机电一体化产品的最终使用对象是人如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人最高境界就是人机一体化。
参考文献：
[1]殷际英，光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版，2003；
