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[摘 要]机电一体化由于系统实际运行中的各种辅助功能的差异性，一定程度上导致了机电一体化系统功能实际效果的差异性。本文简要分析了技术系统化理论，详细的展开论述机电一体化功能结构分解，包括机电一体化系统结构功能解析；机电一体化系统的信息结构和系统功能及实现。通过这些方面对机电一体化系统的功能结构进行详细的论析。
[关键词]机电一体化 系统技术 功能结构 信息
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-165-01
前 言
机电一体化系统是一种多功能、多技术、多系统的分层次合作运行的集合体系。它包含了电子技术、软件技术、机械制造技术等等。它是多功能结构技术空间的集成。机电一体化系统在不同的工作运行状态中，就会实现不同的系统功能。机电一体化系统功能的实现依赖于其存在、运行的状态，要重视机电一体化系统，更好地剖析机电一体化系统的功能结构，改变传统的技术组合观念，才能进一步地促进机电一体化系统的更加发展、完善、成熟，充分地挖掘技术协作的无限潜力。
1技术系统化理论简析
正确认识技术系统化理论，一个重要的部分就是区分系统的结构特征与行为性质。在系统理论中，系统的行为性质表现为系统的功能，因此功能就不是系统的特征，而是性质。技术系统运用的最终目的是辅助、促使过程对象实现一定的变换、转变，它本身并不是变换过程。因此在系统中，要促使物理效应产生，变换过程的实现还需要技术系统和操作者的协调运作。只有这种协同运作才能更好地促使过程对象的转换，从而使得机电一体化系统功能实现。
2机电一体化功能结构分解
2.1机电一体化系统的信息结构
信息来源于人类社会，产生于人，随着信息的广泛传播和交流，并被用来为人自身而服务。流动在人类社会中的一些消息、数据等等都是信息。而机电一体化系统的信息结构中的信息却有着自己单独的意义。它更侧重于控制论层面上的信息，包括一切独立于物质和能量之外的功能变换对象。在机电一体化系统中，信息起着十分重要的作用，在整个系统中占有主导地位，成为机电一体化系统功能中的主要功能，掌控着系统中的物质、能量的变换。机电一体化系统中所需要处理的主要有以下这两种信息。第一，过程信息。它主要就是存在于系统中的，并被系统所处理的各种信息。通常这种信息的语义值容易被人们所忽略。第二，控制信息。它主要是指掌控着系统中的物质、能量的变换的各种信息。这类信息能够被系
统所识别。存在于机电一体化系统中这两类信息分别被用于系统中的不同层次上，并且还具有一定的相对性。例如，存在于机器人中间的电子反馈回路装置就是被用来控制整个系统的运作的，它在系统的作用中传递一些控制信息。如果单纯地从这个机器人系统的局部出发，就可以发现，反馈传感器与信号调节电路这两个装置在信息的处理上具有过程特征。而这种过程信息对整个系统中的其他功能的正常运作并没有什么障碍。系统仍然可以正常运行。
2.2机电一体化系统结构功能解析
机电一体化系统的变换功能、目的功能和状态变迁①变换功能。机电一体化系统的运用是为了达到想要的变化功能。技术系统不是转换过程，它只是运用它的辅助功能来推动效应间的转换。为了促使过程对象，如信息、能量等其他物质变换为一定的功能，就需要采用机电一体化系统来承接、传递，从而实现既定目标。对录像机而言，录像带播放的工作原理就是一个很好的例子，录像带上的磁信号帮助过程对象的输入储存，然后发送到显示屏上进行播放，当然这其中还需要操作者的协作，给录像机发送“播放”信号。②目的功能。目的功能特指机电一体化系统功能实现过程中所需要的物理效应力，这些物理效应构成了机电一
体化系统的目的功能。物理效应的获得来源于多方面，系统部件自身或者操作者，二者的
相互合作也能够产生物理效应。机电一体化系统中的目的功能结构包含了因果关系和逻辑关系，其中技术在整个系统中起着纽带作用。③变换功能。变换功能可分为连续状态和多状态两种类型。在连续状态中，功能表现为信息、物质以及能量之间和连续流，并且变换过程中获得的物理效应具有连续性。但由于这种连续状态自身的局限性，在不同的系统中，这种状
态的功能结构不能很好地明确表达。因此在机电一体化系统中的多状态需求，功能结构就不能单一地运用变换功能来实现。机电一体化系统功能结构的实现奠定在系统的状态基础之上，和系统状态密切相关，而系统中一些状态的变迁又受到各种逻辑条件的控制，如有些人为的操作可以启动系统部件中的某些程序运作的开关。信息的明确是改变系统状态的前提，如果给系统变换功能状态变迁建模，而系统运作中的信息流却不够清楚明了，因此机电一体化系统的功能结构不能够单一地使用系统状态变迁来表述。
2.3系统功能及实现
2.3.1控制功能
控制功能是机电一体化系统中的特殊功能，它从属于系统中的从属功能，依赖系统的其他主功能而得到实现。在不同的系统中，控制功能在系统中的层次也不相同，位置和作用也各不相同。机电一体化系统的控制功能是建立在电子、信息技术以及机械的基础之上的，并且由系统操作者来掌控执行。控制功能的相关部件处理的好坏影响着机电一体化系统的整个运作状态，控制部件连接着整个系统中其他布局结构功能的逻辑。
2.3.2从属功能
机电一体化系统的从属功能主要有：控制功能、结构功能、动力功能、通訊功能以及保护功能等等。从属功能是系统结构中较低层次上的一个主要功能，它所包含的一些功能也有着自己的从属功能，它的递归性很强。如，从属功能中的动力功能需要有自己的控制程序来掌控，而控制功能的实现也需要一个新的动力来源，有着自己的一个新的动力功能。
2.3.3系统功能的实现
机电一体化系统中的各种功能的实现，可以通过一些软件和电子技术或者机械等等来实现。在这些程序中，可以通过编程也可以不使用编程的。但由于系统功能实现的各种因素的复杂性，成本开支各种实现条件的限制，以及一些程序具体的使用情况的不同，系统可能最终具有不同的性质。此外机电一体化系统的执行者、操作者也需要有目标地执行各种控制功能，及时地在整个机电一体化系统中协调好机器操作与人工操作的协调性，分工明确，确保系统功能的顺利实现。
3结 语
机电一体化系统功能的实现，是多种科学技术的大集成和结晶。包括一些控制功能和一些动力功能、结构功能等等从属功能。通过这些技术的综合使用，形成了机电一体化系统，实现了多部件、多系统交互协作运作的空间集成。只有将机电一体化视为一个独立的工程学科，不是单一的各种工程技术的结合，这样充分的调动、挖掘各种技术的潜力，才能更好地完善、提高机电一体化系统，更好地实现其功能。
参考文献：
[1]李瑞琴.机电一体化系统方案创新设计理论与方法的研究[D].上海交通大学，2004：31-36.
[2]田志斌，邹慧君，郭为忠.机电一体化产品概念设计的三层模糊优序评价模型[J].机械设计与研究，2000（4）：15-17.
[关键词]机电一体化 系统技术 功能结构 信息
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-165-01
前 言
机电一体化系统是一种多功能、多技术、多系统的分层次合作运行的集合体系。它包含了电子技术、软件技术、机械制造技术等等。它是多功能结构技术空间的集成。机电一体化系统在不同的工作运行状态中，就会实现不同的系统功能。机电一体化系统功能的实现依赖于其存在、运行的状态，要重视机电一体化系统，更好地剖析机电一体化系统的功能结构，改变传统的技术组合观念，才能进一步地促进机电一体化系统的更加发展、完善、成熟，充分地挖掘技术协作的无限潜力。
1技术系统化理论简析
正确认识技术系统化理论，一个重要的部分就是区分系统的结构特征与行为性质。在系统理论中，系统的行为性质表现为系统的功能，因此功能就不是系统的特征，而是性质。技术系统运用的最终目的是辅助、促使过程对象实现一定的变换、转变，它本身并不是变换过程。因此在系统中，要促使物理效应产生，变换过程的实现还需要技术系统和操作者的协调运作。只有这种协同运作才能更好地促使过程对象的转换，从而使得机电一体化系统功能实现。
2机电一体化功能结构分解
2.1机电一体化系统的信息结构
信息来源于人类社会，产生于人，随着信息的广泛传播和交流，并被用来为人自身而服务。流动在人类社会中的一些消息、数据等等都是信息。而机电一体化系统的信息结构中的信息却有着自己单独的意义。它更侧重于控制论层面上的信息，包括一切独立于物质和能量之外的功能变换对象。在机电一体化系统中，信息起着十分重要的作用，在整个系统中占有主导地位，成为机电一体化系统功能中的主要功能，掌控着系统中的物质、能量的变换。机电一体化系统中所需要处理的主要有以下这两种信息。第一，过程信息。它主要就是存在于系统中的，并被系统所处理的各种信息。通常这种信息的语义值容易被人们所忽略。第二，控制信息。它主要是指掌控着系统中的物质、能量的变换的各种信息。这类信息能够被系
统所识别。存在于机电一体化系统中这两类信息分别被用于系统中的不同层次上，并且还具有一定的相对性。例如，存在于机器人中间的电子反馈回路装置就是被用来控制整个系统的运作的，它在系统的作用中传递一些控制信息。如果单纯地从这个机器人系统的局部出发，就可以发现，反馈传感器与信号调节电路这两个装置在信息的处理上具有过程特征。而这种过程信息对整个系统中的其他功能的正常运作并没有什么障碍。系统仍然可以正常运行。
2.2机电一体化系统结构功能解析
机电一体化系统的变换功能、目的功能和状态变迁①变换功能。机电一体化系统的运用是为了达到想要的变化功能。技术系统不是转换过程，它只是运用它的辅助功能来推动效应间的转换。为了促使过程对象，如信息、能量等其他物质变换为一定的功能，就需要采用机电一体化系统来承接、传递，从而实现既定目标。对录像机而言，录像带播放的工作原理就是一个很好的例子，录像带上的磁信号帮助过程对象的输入储存，然后发送到显示屏上进行播放，当然这其中还需要操作者的协作，给录像机发送“播放”信号。②目的功能。目的功能特指机电一体化系统功能实现过程中所需要的物理效应力，这些物理效应构成了机电一
体化系统的目的功能。物理效应的获得来源于多方面，系统部件自身或者操作者，二者的
相互合作也能够产生物理效应。机电一体化系统中的目的功能结构包含了因果关系和逻辑关系，其中技术在整个系统中起着纽带作用。③变换功能。变换功能可分为连续状态和多状态两种类型。在连续状态中，功能表现为信息、物质以及能量之间和连续流，并且变换过程中获得的物理效应具有连续性。但由于这种连续状态自身的局限性，在不同的系统中，这种状
态的功能结构不能很好地明确表达。因此在机电一体化系统中的多状态需求，功能结构就不能单一地运用变换功能来实现。机电一体化系统功能结构的实现奠定在系统的状态基础之上，和系统状态密切相关，而系统中一些状态的变迁又受到各种逻辑条件的控制，如有些人为的操作可以启动系统部件中的某些程序运作的开关。信息的明确是改变系统状态的前提，如果给系统变换功能状态变迁建模，而系统运作中的信息流却不够清楚明了，因此机电一体化系统的功能结构不能够单一地使用系统状态变迁来表述。
2.3系统功能及实现
2.3.1控制功能
控制功能是机电一体化系统中的特殊功能，它从属于系统中的从属功能，依赖系统的其他主功能而得到实现。在不同的系统中，控制功能在系统中的层次也不相同，位置和作用也各不相同。机电一体化系统的控制功能是建立在电子、信息技术以及机械的基础之上的，并且由系统操作者来掌控执行。控制功能的相关部件处理的好坏影响着机电一体化系统的整个运作状态，控制部件连接着整个系统中其他布局结构功能的逻辑。
2.3.2从属功能
机电一体化系统的从属功能主要有：控制功能、结构功能、动力功能、通訊功能以及保护功能等等。从属功能是系统结构中较低层次上的一个主要功能，它所包含的一些功能也有着自己的从属功能，它的递归性很强。如，从属功能中的动力功能需要有自己的控制程序来掌控，而控制功能的实现也需要一个新的动力来源，有着自己的一个新的动力功能。
2.3.3系统功能的实现
机电一体化系统中的各种功能的实现，可以通过一些软件和电子技术或者机械等等来实现。在这些程序中，可以通过编程也可以不使用编程的。但由于系统功能实现的各种因素的复杂性，成本开支各种实现条件的限制，以及一些程序具体的使用情况的不同，系统可能最终具有不同的性质。此外机电一体化系统的执行者、操作者也需要有目标地执行各种控制功能，及时地在整个机电一体化系统中协调好机器操作与人工操作的协调性，分工明确，确保系统功能的顺利实现。
3结 语
机电一体化系统功能的实现，是多种科学技术的大集成和结晶。包括一些控制功能和一些动力功能、结构功能等等从属功能。通过这些技术的综合使用，形成了机电一体化系统，实现了多部件、多系统交互协作运作的空间集成。只有将机电一体化视为一个独立的工程学科，不是单一的各种工程技术的结合，这样充分的调动、挖掘各种技术的潜力，才能更好地完善、提高机电一体化系统，更好地实现其功能。
参考文献：
[1]李瑞琴.机电一体化系统方案创新设计理论与方法的研究[D].上海交通大学，2004：31-36.
[2]田志斌，邹慧君，郭为忠.机电一体化产品概念设计的三层模糊优序评价模型[J].机械设计与研究，2000（4）：15-17.