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【摘 要】 制造产业一向是我国经济发展的支柱,它和其他的产业相互扶持,从而推动了世界经济的发展又促进了世界文明的发展进程。每一个国家都有自己的发展特色,从我们国家的角度来看,由于中国将实现从“制造大国”向“制造强国”的战略转变,使得我国的制造业开始了质的转变。本文对机械工程的研究进展进行了分析。
【关键词】 机械工程;研究进展
一、机械工程的定义
机械工程是研究机械系统和机械产品的设计、性能和制造的科学理论、方法和技术的科学,它包含了:制造科学和机械学。而其中机械制造包括:微纳米制造、先进电子及通信制造、新能源装备制造及再制造、仿生及生物制造、光子制造和数字重大装备造、空天及深海装备制造等八个领域。
机械学是研究关于机械制造和机械系统性能的设计理论和方法的科学。包含机械系统的机构学、动力学、摩擦学、强度学、设计学、仿生机械学、微纳机械学及其几面机械学等。
制造科学是研究制造过程及其系统的科学,涵盖产品设计、成形制造、加工制造和制造系统运作管理等科学。
二、机械工程在实践中的进展
1、机械工程自动化在实际生产中的实践
机械自动化是在实践中得到充分利用的学科。可以说,以我国现在的国情来看,我国在机械工程方面的自动化发展还有很长的路要走,我国总體经济与发达国家相比有着较大的差距。在一些地区,我们仍然以传统的简单机械来进行生产和加工,而这么做的原因也相对容易分析,我国拥有较大的人口基数,提供了相当数量的劳动力,而低成本的劳动力虽然提高了我国在机械制造领域的实际生产,但却大幅降低了我国高新科研技术在实际生活中的应用效率。所以我国在实践生活中,机械自动化的实际应用并不理想。
2、机械工程在学科交叉中的实践
科研创新向来重视团队合作精神,可以说良好的团队合作与科学的管理人员配置,是团队创新必不可少的因素。近些年来,诺贝尔奖获得者大多的是团队合作,在机械设计方面也是如此,我国的团队合作能力在近些年有长足的提高,由以前的“个人研究”到现在的“团队合作”这一转变既大大提高了我国在机械工程领域的研究效率,也极大的提高了我国机械设计的发展质量,使各个领域的专家、研究团队能够通力合作,让机械工程在各个学科之间起到巨大的作用,既提高了机械工程在各领域的体系,也使其他学科可以在机械工程的支撑下,更快,更稳定的发展,例如:在机械工程科学与电子科学的学科交叉中,在多领域专家、研究人员的通力配合之下,计算机产业在近些年高速发展,而计算机的辅助设计又可以对机械工程进行指导和研究。例如:在我国的高新技术区,已经成功的实现了“无图纸”的科学研究和“无图纸”的工业制造,这大大减少了科学研究所需花费的时间、精力、金钱,也同样促进了新一轮的科技创新,这样的优势十分明显,使得一些研究人员得以效仿。由此,又可以有新的团队得以创建,由此开始的良性循环为机械工程的现代化发展提供了巨大作用,又同样也为我国在多领域综合研究上添了浓墨重彩的一笔。
3、机械工程在专业综合化中的实践
综合-专业分化-再综合的反复循环,是知识发展的合理的和必经的过程。机械工程也同样面对着这个问题。为了能更好地发挥专业知识作用,同时加快科研效率,这就需要各个领域专家的合作,不同领域的专家们各具有精湛的专业知识,又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌,才能形成互相协同工作的有力集体。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握,一定的专业化是必不可少的。但是专业化并不是一个长远的解决方案,过度的专业化造成知识过分分割,使得学科相对独立,缩小了发展空间,使得研究人员视野狭窄,不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局无法从多角度对机械工程进行相应的设计和统筹安排,缩小了技术交流的范围。而从近些年开始,机械工程开始了专业综合化,这大大提高了科研人员的专业素质,也提高了研究效率,开拓了新的视野。所以,近些年我国机械工程在此方面有了十足的进步。
三、机械工程在科技创新领域的研究进展
1、机械工程在自动化领域创新的研究进展
在我国,机械自动化一直是机械工程的一个核心组成部分,高新的科研技术都依赖于自动化技术。我国一直以来都是投入大量的时间、精力、金钱来致力于提高我国在自动化领域的创新能力。由于未来在制造业发展的大体趋势为:全球化、信息化、绿色化、知识化和极端化,所以我国在近些年的机械工程在自动化的领域中一直不断的创新。我们本着研究要“有所为、有所不为”的方针,坚持科研创新,使得我国在数字控制机床制造和应用的自动化水平有了很大的提高,而这又为我国在科技创新中提供了有力武器。科技创新离不开实际应用,在以前我国尚未开展机械自动化的时候,更多的企业、单位、工厂都致力于提高传统的机械加工技术,而在现在机械工程字自动化高速发展的阶段,越来越多的前沿技术在实际生产中得到应用,从而使科技创新有了新的动力,而一些墨守成规的企业和单位,都已经逐渐的被淘汰,而自动化机床、自动化工厂都得以快速发展,从而形成良性循环,既提高了在机械自动化领域科技创新的效率,又提高了市场竞争力,从而使我国在世界占有一席之地。而现在,在自动化领域中,越来越多的技术关卡得以突破,在科技创新中机械自动化有着空前的发展速度。
2、机械工程在学科交叉的研究进展
近些年来,学科交叉一直是科技创新的一大领域,机械工程在近年来更多的开始学科间的创新发展,例如和信息科学和管理科学之间的交叉结合,既使得在信息与管理学获得新的发展空间,加速了各个学科之间的通力合作,又使原有的机械工程科学体系得到相当程度扩展,在近年来这些技术创新都获得了相当可观的研究成果。例如“型MIG焊接电弧控制法、等角速万向联轴器、超精密加工表面微观形貌在位检测仪、”而这些成果的获得与这些学科之间的交叉、合作、创新都有密不可分的联系,机械工程在今后的发展过程中,也同样离不开这些学科的支撑。 3、机械工程在专业综合化的研究进展
机械工程在我国起步较晚,前些年我国对其研究较多是局限于本专业,对其周边学科重视不足,从而出现了过度专业化的现象。但是近些年来,我国的研究人员越来越多的重视综合化的研究,使得专业在各个领域开始扩展,同时也获得了其他学科的技术支持,在各个学科的配合下,我们取得了“稀土化合物摩擦学特性、微机化现场动平衡仪、磁盘精密沙袋研抛机理、SiC陶瓷刀具、高温密栅云纹法、高温下材料力学性能测量装置”等一系列令人瞩目的研究成果。
四、机械学领域发展展望
1、机构学是机械工程学重要内容之一
机构学研究既要注重理论知识的研究,从而确保我国在该领域研究的绝对优势,同时又要注重制造与控制相交叉学科的研究,从而在理论与技术两方面同时取得進步,以开发出性能优良的新装备。
1)擦学领域也有了长足进步,其基本经验是与生物、纳米、计算机以及一些相关交叉学科的结合,从而衍生出纳米摩擦学、分子动力学模拟、生物摩擦学等相关学科。中国摩擦学领域的青年学者应当在国际学术界进一步加强自身影响力,争取在国际学术界占有更重要的位置"
2)研究领域中,复杂机电系统动力学分析、非线性动力学以及机械系统故障监测等领域都取得了较大的进步。但目前我国在大型复杂机电系统动力方面的仿真设计、微纳米系统动力学等研究领域均面临着较大的问题。目前我国机械制造行业中的高端技术装备绝大多数均是需要进口,这严重制约着我国经济的自主发展,因此我国急需在机械动力领域进行深入研究,以突破国外的技术封锁。
2、科技领域发展展望
机械制造领域发展的总趋势将会是朝着基于环保与节能基础上的远程遥控、智能化、精确化等方面发展,在未来一段时间我国在机械制造领域将主要向如下几个方面发展:
1)行器或是深海潜水机械领域将取得较大进步;飞机方面将向着更大、更快、更轻、更舒适、更安全的方向发展;同时在微小制导、超真空、超低温、等极端条件下的机械技术将会成为研究重点。
2)在未来机械制造领域将仍然是重点研究方向,未来若干年内量子通信技术、纳米技术、网络光通讯技术、商业基因计算机等技术将会成为现实边以产品的形式出现,来影响人们的日常生活。同时卫星通讯技术、基于网络的虚拟制造技术、基因计算机芯片等技术也会有较大的发展。总之未来在通信领域的机械技术将会向着智能、精细化等方向发展。
3)造技术将成为机械制造领域的永恒话题,由于化石能源的逐渐枯竭,因此人们不得不转向其他的渠道来获取能源,而其他的能源,如核能、热能、风能、潮汐能等清洁能源的开发需要有雄厚的技术资本来支撑,因此在未来人们势必在这些清洁能源领域的机械技术取得较大突破。
五、结束语
虽然我国的机械工程科学在近些年来确实也取得了一些值得欣喜的的发展和进步,但是毕竟还与国际上的先进水平有着比较大的差距。所以我们所有的从业者必须要保持一个非常清醒的头脑,立足于现在,并高瞻远瞩,制定一个长远的学科发展规划,并且采取一个正确的学科发展战略和策略,带动整个学科的发展。
参考文献:
[1]中国科学技术协会.2008-2009机械工程(机械制造)学科发展报告[M].北京:中国科技出版社,2009.
[2]路甬祥.坚持科学发展,推进制造业的历史性跨越[J].机械工程学报,2007,43(11):1-6.
[3]路甬祥.坚持科学发展,推进制造业的历史性跨越[J].机械工程学报,2007(11).
【关键词】 机械工程;研究进展
一、机械工程的定义
机械工程是研究机械系统和机械产品的设计、性能和制造的科学理论、方法和技术的科学,它包含了:制造科学和机械学。而其中机械制造包括:微纳米制造、先进电子及通信制造、新能源装备制造及再制造、仿生及生物制造、光子制造和数字重大装备造、空天及深海装备制造等八个领域。
机械学是研究关于机械制造和机械系统性能的设计理论和方法的科学。包含机械系统的机构学、动力学、摩擦学、强度学、设计学、仿生机械学、微纳机械学及其几面机械学等。
制造科学是研究制造过程及其系统的科学,涵盖产品设计、成形制造、加工制造和制造系统运作管理等科学。
二、机械工程在实践中的进展
1、机械工程自动化在实际生产中的实践
机械自动化是在实践中得到充分利用的学科。可以说,以我国现在的国情来看,我国在机械工程方面的自动化发展还有很长的路要走,我国总體经济与发达国家相比有着较大的差距。在一些地区,我们仍然以传统的简单机械来进行生产和加工,而这么做的原因也相对容易分析,我国拥有较大的人口基数,提供了相当数量的劳动力,而低成本的劳动力虽然提高了我国在机械制造领域的实际生产,但却大幅降低了我国高新科研技术在实际生活中的应用效率。所以我国在实践生活中,机械自动化的实际应用并不理想。
2、机械工程在学科交叉中的实践
科研创新向来重视团队合作精神,可以说良好的团队合作与科学的管理人员配置,是团队创新必不可少的因素。近些年来,诺贝尔奖获得者大多的是团队合作,在机械设计方面也是如此,我国的团队合作能力在近些年有长足的提高,由以前的“个人研究”到现在的“团队合作”这一转变既大大提高了我国在机械工程领域的研究效率,也极大的提高了我国机械设计的发展质量,使各个领域的专家、研究团队能够通力合作,让机械工程在各个学科之间起到巨大的作用,既提高了机械工程在各领域的体系,也使其他学科可以在机械工程的支撑下,更快,更稳定的发展,例如:在机械工程科学与电子科学的学科交叉中,在多领域专家、研究人员的通力配合之下,计算机产业在近些年高速发展,而计算机的辅助设计又可以对机械工程进行指导和研究。例如:在我国的高新技术区,已经成功的实现了“无图纸”的科学研究和“无图纸”的工业制造,这大大减少了科学研究所需花费的时间、精力、金钱,也同样促进了新一轮的科技创新,这样的优势十分明显,使得一些研究人员得以效仿。由此,又可以有新的团队得以创建,由此开始的良性循环为机械工程的现代化发展提供了巨大作用,又同样也为我国在多领域综合研究上添了浓墨重彩的一笔。
3、机械工程在专业综合化中的实践
综合-专业分化-再综合的反复循环,是知识发展的合理的和必经的过程。机械工程也同样面对着这个问题。为了能更好地发挥专业知识作用,同时加快科研效率,这就需要各个领域专家的合作,不同领域的专家们各具有精湛的专业知识,又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌,才能形成互相协同工作的有力集体。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握,一定的专业化是必不可少的。但是专业化并不是一个长远的解决方案,过度的专业化造成知识过分分割,使得学科相对独立,缩小了发展空间,使得研究人员视野狭窄,不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局无法从多角度对机械工程进行相应的设计和统筹安排,缩小了技术交流的范围。而从近些年开始,机械工程开始了专业综合化,这大大提高了科研人员的专业素质,也提高了研究效率,开拓了新的视野。所以,近些年我国机械工程在此方面有了十足的进步。
三、机械工程在科技创新领域的研究进展
1、机械工程在自动化领域创新的研究进展
在我国,机械自动化一直是机械工程的一个核心组成部分,高新的科研技术都依赖于自动化技术。我国一直以来都是投入大量的时间、精力、金钱来致力于提高我国在自动化领域的创新能力。由于未来在制造业发展的大体趋势为:全球化、信息化、绿色化、知识化和极端化,所以我国在近些年的机械工程在自动化的领域中一直不断的创新。我们本着研究要“有所为、有所不为”的方针,坚持科研创新,使得我国在数字控制机床制造和应用的自动化水平有了很大的提高,而这又为我国在科技创新中提供了有力武器。科技创新离不开实际应用,在以前我国尚未开展机械自动化的时候,更多的企业、单位、工厂都致力于提高传统的机械加工技术,而在现在机械工程字自动化高速发展的阶段,越来越多的前沿技术在实际生产中得到应用,从而使科技创新有了新的动力,而一些墨守成规的企业和单位,都已经逐渐的被淘汰,而自动化机床、自动化工厂都得以快速发展,从而形成良性循环,既提高了在机械自动化领域科技创新的效率,又提高了市场竞争力,从而使我国在世界占有一席之地。而现在,在自动化领域中,越来越多的技术关卡得以突破,在科技创新中机械自动化有着空前的发展速度。
2、机械工程在学科交叉的研究进展
近些年来,学科交叉一直是科技创新的一大领域,机械工程在近年来更多的开始学科间的创新发展,例如和信息科学和管理科学之间的交叉结合,既使得在信息与管理学获得新的发展空间,加速了各个学科之间的通力合作,又使原有的机械工程科学体系得到相当程度扩展,在近年来这些技术创新都获得了相当可观的研究成果。例如“型MIG焊接电弧控制法、等角速万向联轴器、超精密加工表面微观形貌在位检测仪、”而这些成果的获得与这些学科之间的交叉、合作、创新都有密不可分的联系,机械工程在今后的发展过程中,也同样离不开这些学科的支撑。 3、机械工程在专业综合化的研究进展
机械工程在我国起步较晚,前些年我国对其研究较多是局限于本专业,对其周边学科重视不足,从而出现了过度专业化的现象。但是近些年来,我国的研究人员越来越多的重视综合化的研究,使得专业在各个领域开始扩展,同时也获得了其他学科的技术支持,在各个学科的配合下,我们取得了“稀土化合物摩擦学特性、微机化现场动平衡仪、磁盘精密沙袋研抛机理、SiC陶瓷刀具、高温密栅云纹法、高温下材料力学性能测量装置”等一系列令人瞩目的研究成果。
四、机械学领域发展展望
1、机构学是机械工程学重要内容之一
机构学研究既要注重理论知识的研究,从而确保我国在该领域研究的绝对优势,同时又要注重制造与控制相交叉学科的研究,从而在理论与技术两方面同时取得進步,以开发出性能优良的新装备。
1)擦学领域也有了长足进步,其基本经验是与生物、纳米、计算机以及一些相关交叉学科的结合,从而衍生出纳米摩擦学、分子动力学模拟、生物摩擦学等相关学科。中国摩擦学领域的青年学者应当在国际学术界进一步加强自身影响力,争取在国际学术界占有更重要的位置"
2)研究领域中,复杂机电系统动力学分析、非线性动力学以及机械系统故障监测等领域都取得了较大的进步。但目前我国在大型复杂机电系统动力方面的仿真设计、微纳米系统动力学等研究领域均面临着较大的问题。目前我国机械制造行业中的高端技术装备绝大多数均是需要进口,这严重制约着我国经济的自主发展,因此我国急需在机械动力领域进行深入研究,以突破国外的技术封锁。
2、科技领域发展展望
机械制造领域发展的总趋势将会是朝着基于环保与节能基础上的远程遥控、智能化、精确化等方面发展,在未来一段时间我国在机械制造领域将主要向如下几个方面发展:
1)行器或是深海潜水机械领域将取得较大进步;飞机方面将向着更大、更快、更轻、更舒适、更安全的方向发展;同时在微小制导、超真空、超低温、等极端条件下的机械技术将会成为研究重点。
2)在未来机械制造领域将仍然是重点研究方向,未来若干年内量子通信技术、纳米技术、网络光通讯技术、商业基因计算机等技术将会成为现实边以产品的形式出现,来影响人们的日常生活。同时卫星通讯技术、基于网络的虚拟制造技术、基因计算机芯片等技术也会有较大的发展。总之未来在通信领域的机械技术将会向着智能、精细化等方向发展。
3)造技术将成为机械制造领域的永恒话题,由于化石能源的逐渐枯竭,因此人们不得不转向其他的渠道来获取能源,而其他的能源,如核能、热能、风能、潮汐能等清洁能源的开发需要有雄厚的技术资本来支撑,因此在未来人们势必在这些清洁能源领域的机械技术取得较大突破。
五、结束语
虽然我国的机械工程科学在近些年来确实也取得了一些值得欣喜的的发展和进步,但是毕竟还与国际上的先进水平有着比较大的差距。所以我们所有的从业者必须要保持一个非常清醒的头脑,立足于现在,并高瞻远瞩,制定一个长远的学科发展规划,并且采取一个正确的学科发展战略和策略,带动整个学科的发展。
参考文献:
[1]中国科学技术协会.2008-2009机械工程(机械制造)学科发展报告[M].北京:中国科技出版社,2009.
[2]路甬祥.坚持科学发展,推进制造业的历史性跨越[J].机械工程学报,2007,43(11):1-6.
[3]路甬祥.坚持科学发展,推进制造业的历史性跨越[J].机械工程学报,2007(11).