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机电一体化技术发展历程及其趋势自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，"机电一体化"技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意 (一)机电一体化"的发展历程数控机床的问世，写下了"机电一体化"历史的第一页;微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶(二)机电一体化"发展趋势光机电一体化一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统光机电一体化是机电产品发展的重要趋势自律分配系统化——柔性化未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。二、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。(一)我国“机电一体化”工作面临的形势我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。(二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。四、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排，协调发展计划目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!(二)强化行业管理，发挥“协会”作用目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。结束语：本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。

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一当今地球环境状况不容乐观　　马斯洛的心理需求论告诉我们，人类的需求是分层次的，从最低级生存需求到最高级的自我价值实现需求，都需要与外界事物进行关联，因此，当人类一方面享受着自己创造的文明成果时，另一方面又不断地品尝着自己亲手酿造的苦果：毫无无节制地滥用自然资源，破坏着生态平衡。人们因生产生活的需要对水、大气和土壤等人类生存环境造成了污染及破坏，导致可供利用的稀有物质资源越来越少，居住、饮食及生命健康已受到严重威胁，地球生物每年也有数千种消失……据世界卫生组织的估计，目前世界上25%的疾病与死亡是因环境问题造成的，全世界每年死亡的4900万人中的3/4是因环境恶化所致，其中儿童是最大的受害者。事实上，片面追求物质财富所导致的生态环境问题，不单是一个地区、一个国家的的问题，而是一个需要全人类共同面对，共同解决的重大问题。　　我国是世界上人口最大的国家，经过多年的努力，我国经济得到了快速发展，但与经济快速发展同时出现的还有日益严峻的环境问题。2004中国环境科学研究院生态所王君英教授在《中国教育报》中从宏观环境角度出发，引用大量实地数据，分析了目前我国环境面临的11个方面问题。即水资源匮乏、水污染严重、用水严重浪费；大气污染严重；耕地数量日益减少且土地沙化、土壤酸化盐渍化严重；湿地减少且生态功能退化；森林与草地的数量和质量都在下降，水土流失严重；海洋污染加剧，海洋环境不容乐观；生物多样性受到破坏，物种减少；自然灾害频繁；农业、农村面塬污染严重，食品安全问题突出等等。面对如此艰巨的环境污染和生态失衡问题，我国政府也充分认识到环境污染问题潜在的巨大危害，在十六大、十七大中多次提及环境保护问题，号召全民进行节能减排，树立环保意识，倡导低碳生活，建设节约型社会等。当代大学生是未来国家经济建设的生力军，肩负着民族振兴的历史重任。面对长期艰巨的改善生态环境的任务，大学生应当首先树立先进的环保意识，从而带动整个社会进行环境保护、维护生态和谐。　　二对大学生进行环保意识教育的必要性　　首先，加强大学生的环保意识教育有利于提高大学生基本素质。对大学生进行素质教育是高校办学的重点环节，而环保意识教育则是大学生素质教育中的重要内容之一，是提高大学生综合素质及道德素养的重要手段。一个高素质的人应该具备较高的环境意识，有为保护环境而不断调整自身经济活动和社会活动，协调人与环境、人与自身相互关系的实践活动的自觉性。21世纪环境意识将成为人类社会文明、发展进步的重要标志，环境意识也将成为21世纪人类必须具备的素质之一，培养大学生的环境意识正是新世纪发展的客观要求。　　其次，加强大学生的环保意识教育有利于实现建设和谐社会的目标。构建社会主义和谐社会是我国“十一五”期间国家所提出的新课题。人与自然的和谐是和谐社会的重要特征。实现人与自然的和谐，除了要通过制定完备的环境保护法规，组建高素质的环境执法队伍，更重要的是要倡导人民大众转变思想，树立正确的环保意识。大学生只有在内心深处树立了尊重自然、保护环境的信念才能担负起建设人与自然和谐社会的重任，才能实现我国乃至全人类的可持续发展战略目标。　　最后，加强大学生的环保意识教育有利于促进思想道德教育。通过环保意识教育，能使学生认识到环保问题是关系地球和人类未来的严重问题，树立全球意识和全球观念，认识到人的价值是为人类生存做出贡献，为全人类的根本利益而奋斗；能使学生学会自觉地关注身边的环境，关爱我们共同的家园，培养大学生的忧患意识，激发他们树立对自己、对国家、对世界和的责任意识；还能够培养学生对日常行为规范的自律意识，培养珍视和平及集体主义等美德。　　三大学生环保意识现状分析　　1．大学生环保知识较为欠缺　　目前，高校教育主要集中在基础课程和专业课程教育方面，涉及环境保护相关的课程开设的较为局限，根据上海师范大学教师陈源所做的调查现实，很多同学对废弃物资源化知识、废弃物无害化知识了解极少，既说不清其中化学机理的原委，也不明了掌握环保知识的重要意义。　　2．大学生主动性不强　　由于环境保护问题提出时间不长，很多学生对环保知识以及环境问题的危害后果知之甚少，加之学校教育方面的欠缺，致使部分大学生的环境保护主动参与意识不强。具体表现在：对废弃物减量化的意识、对废弃物分类的意识、节能减排意识、环保活动参与意识等方面。　　3．大学生环保活动载体不多　　目前，高校进行环境保护教育及环境知识普及的主要渠道是授课、讲座、社团活动以及媒体宣传等，从实际状况来看，高校的环保活动载体不够丰富，除缺乏必要的环境相关课程缺乏设置之外，环保类学生社团的建设也没有得到充分的支持，致使学生环保活动多以宣传知识为主，很难深入到实践动手环节，致使大学生对环境保护缺乏兴趣，进而影响环保意识地培养。　　四提高大学生环保意识的对策　　1．加强环保理论知识的普及　　首先，高校作为培养教育大学生的主阵地，应当从教育角度入手积极普及大学生环保知识。高校在进行专业培养计划制定时，要重视大学生环保意识的培养，对于非环境专业的学生要设立1～2门环境方面的必选选修课，如《环境学》、《生态学》等，同时还要开设一定数量的公共选修课，如《环境监测学》、《普通生物学》等，借此对大学生进行必要点环保知识普及，让大学生对环境问题有充分的认识，并对环境保护的基本条件和方式方法有一定地了解。　　2．加强校园环保科技文化活动建设　　校园环保文化活动对于提高大学生对环境保护的态度，环境观念的形成有着积极、可持续的影响。在重视课堂教学对学生进行环境知识普及及环保意识教育的同时，还要加强非教学方式的其他教育手段的开拓。首先，高校要充分利用世界环境日、世界地球日、世界无烟日、世界水日、世界粮食日等有关环境的纪念日和纪念主题进行环境科学知识的宣传；邀请环保专家学者到学校讲解环保的政策法规、现状和面临的问题、解决的途径等；其次，高校还可以与所在社区地方政府开展“环境共建”等大型活动，充分组织大学生与社会环保组织共同开展环境保护活动，如与社会环保团体同步进行“地球一小时”关灯活动等；再次，高校要充分发挥大学生创新能力强的特点，在大学生当中广泛开展环保知识、技能、设计等竞赛，如大连大学所开展的“节能减排设计大赛”、“宿舍省电比赛”、“环保创意大赛”等比赛，以此激发大学生对于环境保护的热情，进而增强环保意识。　　3．加强高校内部环保社团建设　　高校环保活动主要由校内环保社团发起，并组织开展，如今高校环保社团已成为中国环境保护事业的一支不可忽视的力量。近年来，我国各类高校基本都成立了自己的环境保护社团。他们通过开展各种各样的环保活动来宣传和保护环境，这对我国的环境保护事业起了积极的推动作用。但高校环保社团大部分都是自发组织缺乏专业指导、经费、物质等方面的支持，所以大多自生自灭。其所产生的积极影响和贡献并不明显。所以，高校应当重视环保社团的建设，加大经费及指导力度，开展的活动要突出“小、巧、精、智”，并且具有可操作性强、容易成功和见效的特点。如制作高校环保网站，在宿舍设定电池及固体废弃物回收点，设置固定环保知识宣传栏，组织大学生骑自行车外出宣传环保知识等。　　总之，环境保护是全人类的责任与使命，大学生作为未来祖国建设的生力军和高学历人才群体，应当也非常有必要提高环境保护意识，为自然及生态的可持续发展尽到一份力量。同时大学生还应当在提高自己环保意识的同时，通过努力带动整个社会群体来关注环保事业，开展环保活动，最终将环境保护落到实处，形成人人关爱环境、人人节能减排的良好环保氛围。

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一、机电一体化技术发展历程及其趋势自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，"机电一体化"技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意 (一)机电一体化"的发展历程数控机床的问世，写下了"机电一体化"历史的第一页; 微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶 (二)机电一体化"发展趋势光机电一体化一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统光机电一体化是机电产品发展的重要趋势自律分配系统化——柔性化未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 “生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。二、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排，协调发展计划目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车! (二)强化行业管理，发挥“协会”作用目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点，兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

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