生態機電一體化是一種開發和應用機電技術的工程方法，目的是減少對生態的影響和機器總體擁有成本。它建立在機電一體化的方法之上，但其目的并不是僅僅改善機器的功能。機電一體化是科學與工程的多學科領域，它將機械、電子、控制理論和計算機科學相結合，以改善和優化產品設計與制造。此外，在生態機電一體化中，功能應與有效使用并在資源上受到有限的影響并存。機器改進的目標是三個關鍵領域：能源效率，性能和用戶舒適度（噪音）和振動）。

在決策者和制造業中，人們越來越意識到資源的稀缺性以及對可持續發展的需求。這樣就產生了有關機器設計的新法規（例如，歐洲生態設計指令2009/125?/ EC）以及全球機器市場的范式轉變：“必須從xxx的資本中獲得xxx的附加價值，而不是從最小的資本中獲得xxx的利潤。資源最少”。制造業越來越需要高性能的機器，這些機器必須以人為本的生產方式經濟地使用資源（能源、消耗品）。機械制造公司和原始設備制造商 因此，敦促我們使用具有更高能效和用戶舒適度的新一代高性能機器來響應這一市場需求。

減少能耗可以降低能源成本并減少對環境的影響。通常，一臺機器在其整個生命周期中所產生的影響中，有80％以上歸因于其在使用階段的能耗。因此，提高機器的能效是減少其環境影響的最有效方法。性能量化了機器執行其功能的能力，通常與生產率，精度和可用性有關。用戶舒適度與操作員和環境因機器操作而遭受的噪音和振動有關。

由于能源效率，性能以及噪聲和振動是在一臺機器中耦合的，因此在設計階段需要以集成的方式解決這些問題。3個關鍵領域之間的相互關系的示例：隨著機器速度的提高，機器的生產率通常會提高，但是能耗也會隨之增加，并且機器振動可能會加劇，從而導致機器精度（例如定位精度）和可用性（由于停機和維護）減少。生態機電設計解決了這些關鍵領域之間的折衷問題。

生態機電一體化影響機電系統和機器的設計和實施方式。因此，向新一代機器的轉型涉及知識機構，原始設備制造商，CAE軟件供應商，機器制造商和工業機器所有者。機器的大約80％的環境影響是由其設計決定的，這一事實著重于做出正確的技術設計選擇。需要基于模型的多學科設計方法，以便以集成方式解決機器的能源效率，性能和用戶舒適度。

關鍵支持技術可以分類為機器組件，機器設計方法和工具以及機器控制。每個類別下面列出了一些示例。

• 節能電動機：cf.?電動機的能效等級，電動機的生態設計要求
• 變頻驅動器：可變電機速度可實現相對于定速應用的節能
• 可變液壓泵：通過適應所需的壓力和流量來降低能耗（例如，可變排量泵、負荷傳感泵）
• 能量存儲技術：電氣（電池、電容器、超級電容器）、液壓（蓄能器）、動能（飛輪）、氣動、磁（超導磁能存儲）

• 能量模擬：使用能量機器模型和經驗數據（例如能效圖）來估計設計階段機器的能量消耗
• 能源需求優化：例如負載均衡以避免功率需求峰值
• 混合動力：施加至少一種其他中間能量形式，以減少一次能源消耗，例如在配備內燃機的車輛中（請參見混合動力車輛傳動系統）
• 振動聲學分析：研究機器的噪聲和振動特征，以定位和區分其根本原因
• 多體建模：模擬耦合剛體的相互作用力和位移，例如評估減振器對機械結構的影響
• 主動減振：例如使用壓電軸承主動控制機器振動
• 快速控制原型：為控制和信號處理工程師提供一種快速而廉價的方法，以及早驗證設計并評估設計權衡

• 降低能耗：優化控制信號以降低能耗
• 儲能系統的能源管理：控制儲能系統的功率流和充電狀態，以期實現xxx的能源效益和xxx的系統壽命
• 基于模型的控制：利用系統模型來改善受控系統的結果（準確性、反應時間等）
• （自）學習控制：對系統及其變化環境的自適應控制，減少了控制工程師對控制參數的調整和適應的需要
• 最佳機器控制：系統的控制被視為一個優化問題，控制規則被認為是最佳解決方案

生態機電系統應用的一些示例是：

• 小松PC200-8 Hybrid：世界上xxx臺混合動力挖掘機，具有基于超級電容器的儲能系統。制動期間，液壓傳動系統中的能量回收可顯著改善燃油經濟性。
• 混合動力客車：已經使用燃料電池或柴油發動機作為主要能源，并使用電池和/或超級電容器作為能源存儲系統，將不同類型的混合動力客車商業化（例如Van Hool的?ExquiCity客車）。
• 混合有軌電車：有軌電車中的混合動力實現了能量回收以及無需架空線的機動性，例如西門子交通系統在某些Combino Supra有軌電車中的應用。該系統結合了牽引電池和超級電容器。