【正文】 簡稱 TBT)，以保護人類健康和消費者安全為理由，對進口的機電產(chǎn)品設(shè)立了更為嚴格的技術(shù)性能標準和機電產(chǎn)品的品質(zhì)標準，技術(shù)性貿(mào)易壁壘成為繼關(guān)稅壁壘、非關(guān)稅壁壘（行政措施 )之后的新型貿(mào)易壁壘?？鐕緝?nèi)部貿(mào)易的蓬勃發(fā)展，使得越來越多機電產(chǎn)品的中間產(chǎn)品成為世界貿(mào)易的主流。 美國、日本在高新技術(shù)機電產(chǎn)品出口年均增長速度和占全部機電產(chǎn)品出口的比重發(fā)展最快，美國為 28％、 44％，日本則為 32％、 39％。目前歐洲、北美、亞洲及大洋洲各國機電產(chǎn)品出口占世界機電產(chǎn)品出口貿(mào)易額的 94％；上述地區(qū)機電產(chǎn)品進口占世界機電產(chǎn)品貿(mào)易額的 85％。大功率無刷直流電機（一般采用晶閘管作為功率器件，習(xí)慣上稱為無換向器電機）在低速、環(huán)境惡劣和有一定調(diào)速性能要求的場合有著廣泛的應(yīng)用前景，如鋼廠的軋機、水泥窯傳動抽水蓄能等。 無刷電機 近年來，轉(zhuǎn)子采用永磁結(jié)構(gòu)、主電路采用功率器件的無刷直流電機得到了很大的發(fā)展，其功率覆蓋等級較大。日本的三菱電機公司已推出 2023V/1200A的 IGBT，歐洲的 eupec公司也推出了 3300V/1200A的元件，而 1200V/600A的 IGBT模塊則已大量生產(chǎn)供應(yīng)； IR以及 Fairchild等著名半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的IPM模塊更為交流調(diào)速技術(shù)的白色家電（指冰箱、洗衣機和空調(diào)器等）以及汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和控制理論發(fā)展，電機調(diào)速技術(shù)得到迅速發(fā)展，使得電機的應(yīng)用不再局限于工業(yè)應(yīng)用而且在商業(yè)及家用設(shè)備等各個領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用；而隨著新材料如稀土永磁材料、磁性復(fù)合材料的出現(xiàn)，更給電機設(shè)計插上翅膀，各種新型、高效、特種電機層出不窮。這些都極大地豐富了電機理論，拓寬了電機的應(yīng)用領(lǐng)域，同時也給電機設(shè)計和制造工藝提出更高的要求。控制方面也從模擬控制發(fā)展到數(shù)字控制，從單片機發(fā)展到數(shù)字信號處理器（ DSP）和高級專用集成電路，控制部件功能日益完善，而所需的控制器件和控制器體積日益減小，控制器可靠性日益提高而成本日益降低。小功率無刷直流電機主要應(yīng)用于工廠自動化和辦公自動化方面，如計算機外設(shè)復(fù)印機和家用電器中，它正在迅速取代傳統(tǒng)的直流電機和異步電機； 90年代以來，在高精度的數(shù)控設(shè)備中相當多的采用了永磁同步無刷電機（交流伺服電機）以取代寬調(diào)速的直流伺服電機，特別是在機器人和機械手的驅(qū)動中，無刷直流電機的應(yīng)用相當多。 目前國外交流伺服電機已經(jīng)部分形成系列，如德國 Lens公司，而寶鋼引進的軋機流水線電氣傳動基本采用了無換向器電機實現(xiàn)；日本在電動車的應(yīng)用中也主要采用了無刷直流電機作為驅(qū)動電機，并取得了較好的應(yīng)用效果。 由于世界機電產(chǎn)品發(fā)展主要依托歐洲、北美、亞洲機電產(chǎn)品貿(mào)易規(guī)模的擴大，因此，上述三個地區(qū)機電產(chǎn)品貿(mào)易增長速度，反映了整個世界機電產(chǎn)品貿(mào)易發(fā)展的全貌。 機電產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易方式趨強 二戰(zhàn)以來，國際貿(mào)易變化最顯著的特征就是產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易迅速增長，即不同國家同類產(chǎn)品之間的貿(mào)易量大大增加。 據(jù)美國 《 財富 》 雜志預(yù)測，到 2023年和 2030年光電子信息技術(shù)裝備及產(chǎn)品、新生和再生能源技術(shù)裝備及產(chǎn)品、海洋開發(fā)技術(shù)裝備及產(chǎn)品、空間技術(shù)裝備及產(chǎn)品、環(huán)保技術(shù)裝備及產(chǎn)品等五大類高科技機電產(chǎn)品將占世界機電產(chǎn)品出口額的 20％和 40％。 二是加大對機電產(chǎn)品反傾銷行動的力度，造成大量機電產(chǎn)品反傾銷的使用率明顯增加； 三是發(fā)達國家對發(fā)展中國家設(shè)置綠色貿(mào)易壁壘，以潔凈技術(shù)和潔凈產(chǎn)品能維護生態(tài)環(huán)境為由，制定相關(guān)的以環(huán)境保護為目的的貿(mào)易懲罰措施，如環(huán)境附加稅，以限制低質(zhì)廉價機電產(chǎn)品打進世界市場。與中國情況相近的許多東南亞、南亞、拉美新興市場經(jīng)濟國家，近 10年來也一直保持著機電產(chǎn)品出口穩(wěn)定增長的態(tài)勢。 二是高新技術(shù)機電產(chǎn)品占整個機電產(chǎn)品出口比重偏低。主要體現(xiàn)在（ 1）在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，我國在中低端產(chǎn)品供大于求、生產(chǎn)能力過剩的同時，高端核心產(chǎn)品主要依賴進口。 其次，為高新技術(shù)產(chǎn)品出口企業(yè)營造良好的出口環(huán)境方面。國內(nèi)外目前開發(fā)出的光機電一體化產(chǎn)品的主要特色是具有智能化測控乃至視覺控制功能。它能把一幅空間域分布的圖像變換為一列按時間域離散分布的電信號，并具有靈敏度高、光譜響應(yīng)寬、動態(tài)范圍大、象元尺寸小、幾何精度高、抗振動和潮濕及低成本的特點。 此外還可以應(yīng)用光纖技術(shù)進行探測傳感、信號傳輸，從而出現(xiàn)了各種各樣的光纖傳感器，已經(jīng)在油氣井測試、板壩結(jié)構(gòu)縫監(jiān)測、橋梁狀態(tài)監(jiān)測、管道泄漏監(jiān)測、表面粗糙度檢測、纖維增強塑料基復(fù)合材料 (FRP)殘余應(yīng)力測定、空間溫度場測量、電力測量等行業(yè)得到了不同程度的應(yīng)用，例如在電力系統(tǒng)中采用光纖電流傳感器和光纖電壓傳感器則可以大大提高電力系統(tǒng)運行與監(jiān)控的自動化程度和各項指標。以光通信領(lǐng)域為例，隨著 DWDM 技術(shù)和寬帶光放大器的發(fā)展，光網(wǎng)絡(luò)容量正以 “ 爆炸性 ” 的速度擴大，相應(yīng)要求互補功能和元器件的發(fā)展，基于移動微鏡的光開關(guān)和光交叉 (OXC)技術(shù)既體現(xiàn)了機械光開關(guān)方案的全部優(yōu)點，同時解決了功耗問題，縮短了開關(guān)時間，并且消除了移動光纖式開關(guān)端口數(shù)目擴容的限制；除此之外，MOMES 也用作 DWDM 通信中的可調(diào)諧光源和可調(diào)諧濾波器，并可用作光調(diào)制器和光衰減器。 用于 MOMES 最基本的微機械制造技術(shù)中的一種重要微加工技術(shù)是 LIGA 制造技術(shù) ， LIGA 是 Lithographic Galvan Forming 和 Abforming 三個詞的簡寫，是 X光射線深度光刻、電鑄和塑鑄三種工藝的組合，是利用 X射線的深穿透能力制作出高度 (深度 )和寬度比大的精細結(jié)構(gòu)。一方面，應(yīng)用領(lǐng)域的不同及視覺機器人本身的復(fù)雜化需要人們建立相應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)，以便于整個系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)；另一方面，隨著電子器件和計算能力的迅速發(fā)展，視覺機器人變得越來越復(fù)雜，對其設(shè)計與實現(xiàn)也提出了更高的要求。 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)， CNC 只能作為非智能的機床運動控制器。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。除了生物醫(yī)學(xué)傳感器、神經(jīng)電極、植入式電子系統(tǒng)、生物芯片、分子和生物分子電子學(xué)、仿生系統(tǒng)之外，最能體現(xiàn)光機電一體化技術(shù)色彩的當屬監(jiān)護技術(shù)監(jiān)護系統(tǒng)。 汽車電子 汽車電子化被認為是汽車技術(shù)發(fā)展進程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志，是用來開發(fā)新車型、改進汽車性能的最重要技術(shù)措施。 3 我國光機電一體化技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展中的關(guān)鍵問題 當前我國已進入大規(guī)模發(fā)展光機電一體化技術(shù)的階段，如北京市政府在 2023 年已將光機電一體化技術(shù)列為重點發(fā)展的四大產(chǎn)業(yè)之一，集中在通州區(qū)茨渠鎮(zhèn)建立北京光機電一體化產(chǎn)業(yè)基地， “ 十五 ” 期間規(guī)劃投入資金 200 億元，希望到 2023 年建成世界一流的光機電一體化產(chǎn)業(yè)基地，形成 250 億元的生產(chǎn)規(guī)模。當前我國在激光檢測技術(shù)、紅外檢測技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)傳感器等方面都已能有一定產(chǎn)品，但在視覺傳感技術(shù)方面還較落后，如各種 CCD 傳感器還主要依賴國外產(chǎn)品，缺乏自主產(chǎn)權(quán)，也缺乏智能化、數(shù)字化產(chǎn)品。實踐經(jīng)驗表明，只有在充分應(yīng)用高精度、高性能的機電控制組件工業(yè)化產(chǎn)品的 “ 高起點 ” 上，才能迅速開發(fā)出有自己特色的光機電一體化新產(chǎn)品，才能保證新產(chǎn)品的質(zhì)量與批量生產(chǎn)能力。當前各種智能控制理論與控制技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，但在實用性上還需加大開發(fā)研究力度，如模糊控制算法、擬人控制技術(shù)都具有較好的實用前景，特別是北京航空航天大學(xué)張明康教授提出的擬人控制技術(shù)具有新穎性與我國自己的特色，如能發(fā)展成實用的算法或智能化控制模塊對推動光機電一體化產(chǎn)品的智能化水平有巨大意義。 （ 1） 操作機 ：通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法的運用，機器人操作機已實現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計。 （ 5） 網(wǎng)絡(luò)通信 ：機器人控制器已實現(xiàn)了與 Canbus、 Profibus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的連接，使機器人由過去的獨立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進了一大步，也使機器人由過去的專用設(shè)備向標準化設(shè)備發(fā)展。 （ 1） 水下機器人 ：水下機器人已用于海洋石油開采、海底勘察、救撈作業(yè)、管道敷設(shè)和檢查、電纜敷設(shè)和維護以及大壩檢查等方面，形成了有纜水下機器人和無纜水下機器人兩大類。 （ 5） 軍用機器人 ：目前，國外軍用機器人發(fā)展十分迅速，類型已達上百種，功用更是多種多樣，有偵察、保障、排雷、防化、進攻、防御型等等。 （ 2） 多智能體控制技術(shù) ：對多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。 （ 5） 仿人和仿生技術(shù) ：這是機器人技術(shù)發(fā)展的最高境界，未來的機器人必須具有一定情感、社交頭腦等等特點，這也是各國科學(xué)家努力的目標，目前僅在某些方面進行一些基礎(chǔ)研究。國外汽車行業(yè)、電子和電器行業(yè)、物流與倉儲行業(yè)等已大量使用機器人自動化生產(chǎn)線，保證了其產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的高效，典型的有大型轎車殼體沖壓自動化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、大型機器人車體焊裝自動化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、電子和電器等的機器人柔性自動化裝配及檢測成套技術(shù)和裝備、機器人整車及發(fā)動機裝配自動化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、 AGV物流與倉儲自動化成套技術(shù)及裝備等，這些機器人設(shè)備的使用大大推動了這些行業(yè)的快速發(fā)展，提升了高新制造技術(shù)的先進性。 ③ 利用傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)大型生產(chǎn)線的在線檢測和監(jiān)控，確保產(chǎn)品質(zhì)量，并且實現(xiàn)產(chǎn)品的主動質(zhì)量控制。 發(fā)達國家廣泛應(yīng)用機器人自動化生產(chǎn)線，已形成了巨大產(chǎn)業(yè)，年市場容量約為 1000億美元 [4]。主要應(yīng)用于玻璃、陶瓷、鋼鐵和有色金屬工業(yè)、軋鋼和鋁板材工業(yè)、化學(xué)、食品和制藥業(yè)、石化工業(yè)、紙漿和造紙業(yè)、環(huán)保、礦山、石油和天然氣工業(yè)等。目前國內(nèi)已建立了多條弧焊機器人生產(chǎn)線、裝配機器人生產(chǎn)線、噴涂生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線。據(jù)初步測算，“ 十一五 ” 期間，僅汽車制造業(yè)的需求市場容量將達到 800多億元人民幣 2023世界機器人調(diào)查 一、 2023年全球工業(yè)機器人區(qū)域狀況 經(jīng)過 20232023這兩年全球市場對工業(yè)機器人需求的回落后，2023年開始出現(xiàn)了回升，同比增長 19%。 日本工業(yè)機器人的銷售量經(jīng)過 20232023年兩年的下降后，2023年市場出現(xiàn)轉(zhuǎn)機，大幅上漲了 25%。亞洲市場其他國家，包括中國、印度、印尼、馬來群島、菲律賓共和國、新加坡、泰國和臺灣地區(qū)，工業(yè)機器人安裝數(shù)量平均增長 125%，但這些市場規(guī)模相對較小。 2023，北美成為全球工業(yè)機器人第二大市場，落后于日本，領(lǐng)先于德國。 2023年開始市場開始恢復(fù)，小幅增長 4%，為 27800套。其他工業(yè)中，化學(xué)工業(yè)工業(yè)機器人安裝量增長 72%，機械工業(yè)增長 22%，食品工業(yè)增長 24%。根據(jù)日本更精確的統(tǒng)計報告， 20232023年間，在歐洲安裝的多功能工業(yè)機器人的數(shù)量超過了日本。 全球運行的工業(yè)機器人數(shù)量統(tǒng)計 從 20世紀 60年代末至 2023年底，全球累計銷售的工業(yè)機器人數(shù)量為 1500000套。 最大值是基于工業(yè)機器人 12年的工作年限得出的，UNECE/IFR研究表明工業(yè)機器人的實際使用年限可能達到 15年，達到 1120230套。 表 1： 20232023多功能工業(yè)機器人