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机电一体化，简单来说就是普通的机床结合计算机技术、数控技术，使它变成了数控机床；一个传统产品，通过运用机电一体化及智能改造，会变成一个高技术产品；传统制造业经过机电一体化、智能化改造，会变成先进的制造业。
先简要说明一下世界工业发展历程：第一次工业革命——机械化；第二次工业革命——电气化。把机械和电气相结合，可以称为机械电气一体化（见图1-1）。
图1-1 机械和电气相结合的机械电气一体化
20世纪70年代，机电一体化的概念进入中国。在1986年国务院发布的《国家十四个重要领域技术政策要点》中，有一个是《机械工业若干技术政策要点》（以下简称《政策要点》），其将积极发展机械电子一体化、机械电子产品作为主要内容，并且是这个《政策要点》中的一个亮点。我很荣幸地作为执笔人参与了这个《政策要点》的制定，这条政策对我产生了很大的影响。与此同时，1985年，受国家科委委托，原机械科学研究院开始进行重大软科学研究，《机电一体化发展预测和综合研究》对推动中国发展机电一体化发挥了重要的作用，这个开创性的研究成果获得了国家科技进步三等奖。
正是由于这一政策要点以及这样一个政策研究课题，1989年诞生了机电一体化协会，这是一脉相承的。
20世纪90年代，国家提出了“以信息化带动工业化”的概念，刚提出时，时任机械工业部的何光远部长对此是很不赞成的，认为信息化带不动工业化。当然，后来提出了“以工业化促进信息化”，这样就比较全面了。在20世纪90年代，我国开始推进CAD/CAM、MRPⅡ（ERP），进入了数字化制造阶段。也就是说，“制造技术+数字技术”产生了数字化制造。
21世纪以来，互联网在中国得到了广泛应用，“数字化制造+互联网”“数字化网络化制造”应运而生。近几年，随着人工智能技术的突破，“数字化网络化制造+人工智能”“数字化网络化智能化制造”出现，或者可以说这才是真正的智能制造。
再说远一点，第二次世界大战之后，计算机技术诞生，其与机床的结合产生了最早的机械技术与计算机技术融合的产品——数控机床。这可称之为最早、最具代表性的机电一体化产品。
机械技术与计算机技术、微电子技术、信息技术紧密结合。这种结合从硬件和软件两方面实现，把机械产品的功能、性能及制造过程提高到了一个新的水平，使机械产品的构成发生了变化，所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以，日本在20世纪提出了“机电一体化”“机械电子学”，还创造了一个英文组合词“Mechatronics”。
再举一些在20世纪70年代与80年代发生的例子。
比如，日本生产的具有微处理器、微型计算机的机电一体化产品，其产值到1979年已经达到了仪器仪表工业总产值的60%。
1983年，日本生产数控机床2.6万台，产品数控化率达到了18.9%，产值数控化率达到了60.8%。
汽车采用微处理器是从1976年开始的，用它来控制燃料的喷射装置，这就是现在我们所说的电喷、点火正时。微处理器能够实现节油、降低污染排放、延长汽车寿命等，意义重大。
当然，德国在《德国工业4.0》中写明：第三次工业革命是以1976年PLC的出现为标志的。所以，无论是日本还是德国，都是从20世纪70年代开始将机械技术与电子技术、计算机技术、微电子技术相结合，这是一个重要的发展节点。
从四次工业革命的发展历程（见图1-2）来看，工业革命实际上是技术融合和产业融合的产物。第三次工业革命也可以说是机电一体化结出的硕果，尽管后来发生了很多的变化，但是实质、根源在于机电一体化。
图1-2 工业革命发展历程
机电一体化、数字化、网络化、智能化应该把民生产业作为一个主要领域。
与人民生活密切相关的纺织、服装、食品、饮料、家具、家电、玩具等产业，以及钢铁、石化、建材等产业，被许多专家称为传统产业，其实它们中的大部分是民生产业。当然也有人进而认为这些产业是“夕阳产业”，认为这些产业看不到未来。
说这些民生产业是传统产业没错，因为其历史悠久，但是说他们是“夕阳产业”就大错特错了。100年、1000年以后，如果人类的肌体功能没有太大的变化，那么穿衣、吃饭、睡觉永远是人类最基本、最主要的需求。希望穿得漂亮、身体健康、家具舒适是当今也是未来人们最大的生活需求，只不过人的需求会不断升级。
传统产业是相对于新兴产业而言的，可以分为基础材料产业和消费品产业。传统产业在国民经济中具有重要地位：传统产业增加值大约占我国规模以上制造业增加值的80%以上。出口方面：2017年1—10月，我国机电产品及服装、纺织品、鞋类、家具等7类民生产品占出口总值的78.2%；就业方面：全国2.88亿名农民工大部分在传统产业就业，如纺织业就业人数为2000多万人，占制造业就业总人数的10.4%。
由于劳动力成本不断攀升，招工难的问题日益突出。对于以劳动密集为特征的传统产业，比起以技术密集为特点的新兴产业，更迫切要求用新的技术、生产工具和生产方式来取代传统的技术和生产工具。当今自动化、数字化、网络化、智能化制造是改造和提升传统产业最为有效的手段。
以互联网为代表的新一代信息技术将改变人类的生活方式，也将给传统产业带来革命性的变化。“传统制造+互联网”将走向数字化网络化制造，再加上人工智能，最终将走向智能制造。传统制造业的智能化改造为智能制造装备及工业软件的发展提供了巨大的市场，值得高度重视。传统产业经过改造提升将成为先进制造业，“夕阳产业”将成为“朝阳产业”。
从泉州推动智能化改造的案例中可以得到一些有益的启示。泉州是一个以纺织服装、制鞋、建材家具、食品饮料等传统制造产业为重点的工业城市。但是从2015年到2019年，这个城市发生了巨大的变化：第一，推动自动化、数字化、网络化、智能化改造已经成为企业的普遍需求，已经有2200多家企业参与其中。2014年，泉州的达利园食品有限公司的饮料罐装生产线是自动化的，而当时其他同类企业基本都是手工的、机械化的。第二，个性化定制生产模式已经被越来越多的企业所认识，并且身体力行地推进。第三，面对电子商务，制造企业已经由抵触、恐惧转向接受、拥抱。2014年，我参加了一个泉州企业家座谈会，一些制鞋和制衣企业家建议取缔网上销售这种商业模式。但是五年以后，这些企业家们都接受了这种新的模式，可以说是拥抱了互联网。
2018年，泉州交出一份满意的成绩单，完成地区生产总值8467.98亿元，同比增长8.9%，总量及增速继续占据福建“领头羊”地位。而2019年的数据更让人刮目相看：2019年前9个月，泉州出口额逆势上升，增长17.9%，10月的数据增长达到了20%。泉州的经验表明，传统制造业不是“夕阳产业”，只要抓好了转型升级，也能成为“朝阳产业”。
比如，制鞋一般都是手工制作的，国外有两家公司开发出了自动制鞋生产线，但是很难适应鞋的类型变化的需求，所以这两条生产线都没能长期运行。但是，泉州华宝科技有限公司研制的智能生产线就很成功，他们掌握了一批关键技术，如基于3D视觉的机器人制鞋成型工艺中的胶线提取技术、施胶路线的智能化，以及大数据、云平台的制鞋成型系统，建立了数字孪生系统（见图1-3）。
图1-3 泉州华宝科技有限公司智能生产线的关键技术
泉州华宝科技有限公司已经有八条智能生产线（五条硫化鞋线、三条冷贴鞋线）开始运转（见图1-4），取得了相当不错的效果，用工的人数从66人减少到8人，产品合格率从96%提高到99.9%，产品返修率从5%降低到0.5%，外观质量合格率从96%提高到100%。
图1-4 泉州华宝科技有限公司的智能生产线示意图
此智能制鞋生产线很有推广价值，现在我国年产120亿双鞋，就需要7000条生产线，一条生产线卖500万元。所以这个产业有可能成为千亿元级的产业集群。
中国工程院于2019年7月将我国六大传统产业的综合水平与国外发达国家的综合水平做了对比，结果是我国的纺织服装产业与家电产业的综合水平为世界领先；钢铁产业、石化产业、建材产业的综合水平为世界先进；食品产业由于食品安全性以及其装备水平较差，所以总体差距比较大。由此，一个出人意料又在情理之中的结论是：六大传统产业是我国制造业最具优势和竞争力的板块。
以纺织服装产业为例，规上企业主营收入为53703亿元，出口创汇2766亿美元，占全球该产业总额的11.1%，美国进口的纺织服装有36.5%来自中国；实现净创汇2501亿美元，占全国净创汇总额的71%，解决就业2000万人，每年为农村进城务工人员提供1000万个就业岗位。
以北京机械工业自动化所（以下简称北自所）发展涤纶长丝后纺物流装备及提供解决方案为例，可以说明我国智能制造系统集成商的重要作用。我国的后纺工艺普遍存在着人工作业、人工管理、占场地面积大、劳动强度大、人手直接接触丝饼等问题。北自所从2009年至今，在这个领域一步一步地发展，一步一步地耕耘，从只能提供240万落丝设备、0.8亿元销售收入的自动包装线，发展到2019年已形成7亿元的销售规模，并形成了一个很有特色的团队，团队规模从14人发展到50余人，客户数量从2家发展到13家，订单体量从几百万元到超过亿元。北自所开发的自动络筒机、全自动络丝系统、智能包装线、成品立体仓库、丝车转运及缓存系统等化纤后纺生产全流程智能物流系统，已经在行业里得到了推广普及，成为新建工厂的必备系统。目前这套解决方案占据国内85%到90%的市场份额，其余为进口产品。
北自所走了一条从点到线、迭代发展的道路，并发挥样板的作用，在行业中大力推广智能制造。如果说我们这几年推进智能制造时着眼的更多是一个点，那么北自所经过十年的努力研究，在化纤设备领域走出了一条成功之路，在整个行业中发挥了重要的作用。