机械工程实践对社会的影响五篇

工程是科学和数学的某种应用,通过这一应用,使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程,是以最短的时间和最少的人力、物力做出高效、可靠且对人类有用的东西。将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称, 以下是为大家整理的关于机械工程实践对社会的影响5篇 , 供大家参考选择。

机械工程实践对社会的影响5篇

【篇1】机械工程实践对社会的影响

机械工程对社会发展的作用

摘要

介绍了机械工程技术的发展历程对社会历史发展的推动作用,机械工程技术的发展是推动社会生产力快速发展的主要因素;机械工程不断生产出有各种新功能的机械产品,在现代社会各领域中广泛应用,推动了各个领域的不断发展进步;机械工程使机械工业成为国民经济的基础产业,在国民经济中占有重要地位,是国家经济增长的主要牵引力;机械工程的不断发展对经济快速发展有重要战略意义和机械工程技术的展望对未来人类社会发展进步的意义。

关键词:机械工程;社会发展;展望

从人类的发展历史来看,人类的文明进步主要是生产工具的发展进步推动的。从石器时代到金属器时代,又从金属器时代到机械大工业时代,乃至现在信息化时代,每个时代的发展,每个时代的转换,都伴随着生产工具的不断更进、变换和发展。人类进步要靠生产力的发展,生产力的发展进步要靠生产工具的发展。现在说的生产工具就是机械,也就是现在的机械带来了现在的繁荣的物质文明。

一、 机械工程与人类社会的发展历史

石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是后来出现的机械的先驱。几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作3个部分的完整机械。鼓风器对人类社会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石中炼取金属。西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。15~16世纪以前,机械工程发展缓慢。17世纪以后,资本主义商品经济在英、法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。18世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18~19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。

自英国工业革命以后, 以蒸汽机、内燃机、电动机作为动力源的机械促进了制造业、运输业的快速发展, 人类开始进入现代化的文明社会。20 世纪电子计算机的发明、自控技术、信息技术、传感技术的有机结合, 使机械进入完全现代化阶段。机器人、数控机床、高速运载工具、重型机械及其他大量先进机械设备加速了人类社会的进步, 机械已经成为现代社会生产和服务的五大要素( 人、资金、能量、材料、机械) 之一。加快发展机械工程是国家实现工业化和现代化的基础和前提, 是国家工业腾飞的必经之路。

二、机械工程在现在社会各领域的应用

机械工程是现代社会进行生产和服务的五大要素(即人、资金、能量、材料和机械)之一,并且能量和材料的生产还必须有机械的参与。任何现代产业和工程领域都需要应用机械,例如农业、林业、矿山等需要农业机械、林业机械、矿山设备;冶金和化学工业需要冶金机械、化工机械;纺织工业需要纺织机械;食品加工工业需要食品加工机械;房屋建筑和道路、桥梁、水利等工程需要工程机械;电力工业需要动力机械;交通运输业需要各种车辆、船舶、飞机等;各种商品的计量、包装、储存、装卸需要各种相应的工作机械。就是人们的日常生活,也越来越多地应用各种机械了,如破碎机、汽车、自行车、缝纫机、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机、吸尘器,等等。机械工程成为以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合在生产实践中积累的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的一门应用学科。

各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展,都需要机械工程提供所必需的机械。某些机械的发明和完善,又导致新的工程技术和新的产业的出现和发展,例如大型动力机械的制造成功,促成了电力系统的建立;机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起;内燃机、燃气轮机、火箭发动机等的发明和进步以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、航天工程和航空、航天事业的兴起;高压设备(包括压缩机、反应器、密封技术等)的发展导致了许多新型合成化学工程的成功。机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力,同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。

三、机械工程在社会国民经济的重要地位

机械工程技术的发展首先带动了生产力的巨大进步。在工业革命发生最早的英国, 由于实行了机器化大工业生产, 劳动生产率得到空前的提高, 从1770年到1840 年的70 年中, 英国工人的平均劳动生产率提高了20 倍, 使英国成为“世界工场”。英国的工业产值在1870 年占世界的一半左右。

在近一个世纪内, 世界各工业发达国家, 不论其资源情况和产业结构如何, 无不拥有强大的机械工业, 作为整个国民经济的支撑, 机械工业在整个国民经济发展中都占有重要的地位。美国在研究了61个国家的工业发展情况后认为机械的积聚是国家生产力增长的主要决定因素, 并指出美国的主要工业能否在国际上保持竞争力, 取决于能否在国际上最早获得新一代的机器设备。后起的各发展中国家也都在效法工业发达国家已走过的路子, 注重发展机械工业,以带动整个国家经济的发展。这种共识, 是由机械工业所独具的特点和作用所决定的。

机械工业是国民经济发展的基础,是国家经济增长的主要牵引力。机械制造工业对人类社会经济的发展有着重要的作用。它是国民经济的装备部门,是促进科学技术转化为生产力的基础性产业。振兴机械制造业是我国走向经济强国的根本措施,唯此才能掌握我国经济发展的主动权,才能确保国家的经济安全。机械工业是为国民经济、国家安全提供装备,为人民物质文化生活提供丰富产品的制造业。机械工业是国民经济持续发展的基础,是工业化、现代化建设的发动机和动力源。机械工业加工水平是一国经济发展水平的标志。机械工业为国民经济各部门提供装备,它的发展水平直接影响到国民的物质生活水平,与我们的生活息息相关。

四、机械工程的发展展望对未来社会的意义

  机械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代,新产品的研制将以降低资源消耗,发展洁净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。

  机械可以完成人用双手和双目,以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置,使过去的许多幻想成为现实。

  人类现在已能上游天空和宇宙,下潜大洋深层,远窥百亿光年,近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强机械智能化的可能,并部分代替人脑的科技手段,这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响,而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。

  人类智慧的增长并不减少双手的作用,相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作,从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中,以及在每个人的成长过程中,脑与手是互相促进和平行进化的。

  人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系,其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去,各种机械离不开人的操作和控制,其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制,人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进,平行前进,将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。

总之,机械的发展对人类的生活、生产和工作起到了不可替代的作用。我们也相信,人类社会会随着机械的发展而更加繁荣昌盛。

参考文献

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【篇2】机械工程实践对社会的影响

机械工程师论文关于机械工程论文

关于“机械工程控制基础”课程的教学探索

摘要:针对如何提高“机械工程控制基础”课程教学效果的问题,指出营造课堂气氛,用人文教育理念感染学生,帮助学生构建完备的基础知识体系,深入浅出地阐述重要和复杂的原理,进行师生互动,以及大量实验验证是保证学生学好该课程的主要手段。同时指出利用学生的反馈信息调整方式方法是持续改进教学效果的良方。

  关键词:机械工程控制基础;教学探索;人文教育

  “机械工程控制基础”课程侧重于原理的阐释,其内容密切结合工程实际,是一门非常重要的专业基础课。对于机械工程类专业的本科生来讲,掌握好本课程的基本原理和方法,将对他们其他课程的学习甚至以后的工作产生深远的影响,同时对培养他们科学的思维方法和创新能力也会起到重要的作用。然而,笔者从多年的教学实践中发现,因本课程涉及知识面广内容抽象,难以理解,许多学生学习起来一知半解,难以进入状态,甚至觉得空洞无物。为了提高本课程教学效果,使之起到专业基础课应有的作用,笔者结合多年的教学实践,探索出几点经验。

  一、营造氛围:人文思想的注入

  《机械工程控制基础》教材(1-5版)的编著者,中科院院士杨叔子先生是率先在高校中推行人文教育的前辈,并在其文章中将人文思想引入专业课当中,在教材中处处可以看到人文思想的痕迹。例如在控制理论发展中提到“经典控制理论源于1788年James Watt的蒸汽机离心调速器所带来的离心调速问题……然而,我国早在北宋时期的燕肃就发明了指南车,这是控制论思想的集中体现”,并列举了一系列我国古代各种发明创造中体现控制领域发展的实例。这些内容不仅体现出一个学者的爱国情怀,而且对理工科教育中人文思想的缺失进行了有效补充。

  作为本门课程的教师,要像杨叔子先生那样,首先丰富自己的内涵,以自己的言行举止引导学生。如果教师有渊博的学识,能以振兴中华为己任,用高昂的激情去感染学生,用父母般的爱心去浇灌学生,用科学的方法去指引学生,告诉学生学习的目的是要“修身,齐家,治国,平天下”,学生们一定会被吸引、被感化。正如本教材中提到的哲学观点“外因是变化的条件,内因是变化的根本”一样,学习的动力由内而外,学习的效果自然非常显著。

  二、巩固基础:构建完备的知识结构

  “机械工程控制基础”是机械学科中的一门技术基础课,本课程以数学、物理学以及相关学科为理论基础,以机械工程中有关系统动力学为其抽象、概括与研究的对象。因此要求本学科学生要有良好的数学、力学、电学、机械学的基础,有一定的机械工程方面的专业知识。要想学好本门课程,学生必须具有多学科的知识积累。而学生们虽然学过相关课程,但是时间一长就忘得差不多了。因此必须在讲课中要对使用到的基础知识作些简单的提示和回顾,并鼓励学生们进行复习。例如在讲到“系统的数学模型”一章时,分别会讲到动力学的例子,电学的例子,液压系统,甚至混合构成的系统。这时老师要及时给学生补充该部分内容知识,如“牛顿第三运动定理”、“基尔霍夫定律”、“运算放大器原理”、“液压原理”等等,这样学生在建立数学模型时就会很清楚地知道这些数学模型是建立在哪些理论基础上,并且知道如何应用原来学过的定律或理论去解决问题,就会有一个完备的知识框架,也能够从中体会到原来各门学科之间其实是相通的。当然,介绍这些内容时只是“点到为止”,或只介绍核心内容,不适合占很大的篇幅。

  三、深入浅出,拒绝空洞的理论

  “机械工程控制基础”课程给很多学生的感觉就是“抽象”,因为它的研究的对象是“系统”,系统“可大可小,可繁可简,甚至可实可虚”。控制理论本身不仅是一门学科,而且是一门卓越的方法论,它的思考、分析与解决问题的思想方法是符合唯物辩证法的。因此本课程要真正传授给学生的是思想,是方法。这样就产生一个普遍的现象:老师在空谈理论,只讲原则,学生们感觉云里雾里,一知半解。

  要消除空洞理论的方法,必须采用各种一定的技巧,深入浅出地分析问题,笔者,总结的经验如下。

  1.复杂的原理简单化、雏形化

  本课程中有些理论理解起来非常复杂,证明起来则更难。对于这样一些知识点,教师应分三个步骤来讲授,即理论的简化;理论的应用;理论的推导和证明。在较短时间让学生达到前两步的要求,学生理解了基本原理,知道了如何应用,就会产生巨大的成就感,会增强学习积极性,进而很好地去理解该理论的具体推导和证明。反之,如果按照常规步骤——从理论证明到理论应用的顺序去组织课堂教学,学生感觉理论证明非常复杂而产生畏难情绪,导致如何应用该理论也成问题了。

  例如,在讲到奈奎斯特稳定稳定判据一节时,其理论的推导过程十分复杂,涉及到幅角原理、开环传递函数、闭环传递函数以及奈奎斯特轨迹之间的复杂关系,一般要花上约40分钟时间才能完成整个推导过程,即使基础很好的学生也很难在如此长的时间段内保持高度的注意力。为了解决学生接受困难的问题,我们分析后发现,该理论推导虽复杂,但是基本思想和原理可以简化,同时该理论的应用其实很简单。因此在教学中调整思路和顺序,先讲简化的原理“奈奎斯特稳定判据是几何判据,它的基本原理是画出开环函数的奈奎斯特,然后根据该轨迹绕复平面特定点的圈数来判别对应闭环系统的稳定性”,至于说如何判断稳定性就是该原理应用的问题,只需要进行以下三个步骤:求出开环函数在右半平面的极点数目P;开环奈奎斯特逆时针包含(-1,jO)点的圈数P1;如果P与P1相等,则闭环稳定,反之不稳定。然后才开始向学生讲解如何一步步证明奈奎斯特稳定判据。即使最后一步的推导过程学生暂时不理解也不妨碍学生对该理论的基本认识和应用。

  2.将抽象的内容具体化,将无形的理论有形化

  控制理论中大部分理论都比较抽象,教学过程如果仅限于理论的介绍和论述,学生不仅觉得空洞而且乏味。如果教师能够结合一些具体和形象的例子会产生事半功倍的效果。例如在讲到系统稳定性定义时,描述“系统稳定性是指系统在初始状态影响下,由它引起的系统的时间响应随时间推移,逐渐衰减并趋向于零”,仅就该定义本身,教师可能要花很多精力去解释每个概念及其内涵和外延,可是学生并没有什么直观形象的感觉。而当我们通过如下图1和图2的模型来展示什么是系统的稳定(不稳定)时,就显得非常形象直观,基本上不需要太多的解释了。

  四、课堂互动:引发积极的思考

  正因为“机械工程控制基础”课程的抽象和复杂,如果教学过程仅仅是单一的讲授,必然风过无痕,学生印象不深,课程一结束便什么收获都没有。学生只有积极地跟随老师的思路进行思考,进行讨论,甚至是质疑,初步领会的知识才会真正成为学生自己的东西,才能记住和运用。一般可以采用的方式有如下几点:课堂即兴提问;设置讨论焦点,鼓励踊跃发言;鼓励不同声音乃至质疑。这些方法的引入有利于激发学生的学习主动性和积极性,增强其参与意识和合作精神,培养其独立

思考的方式,锻炼其语言表达能力,创造生动活泼的教学氛围。笔者在教学中发现,许多学生对某些理论知识有所了解后,非常愿意把自己的观点、意见讲出来,与其他人交流、探讨,这就为讨论法提供了条件。同时,师生平等的民主氛围使学生更乐于参与互动,从而备受学生的欢迎。

  五、实验验证:理论联系实际

  实践是理论的基础,是理论的出发点和归宿点,实践对理论起决定作用,理论必须与实践紧密结合。“机械工程控制基础”课程本身实践性较强,离开实践,就如同空中楼阁,就会丧失生命力和可信度。为提高教学效果和质量,增强学生的学习兴趣,合理确定实践教学的内容与形式,我们主要采用计算机模拟方法和实际电路两种方案进行实验。比如,通过MATLAB软件对系统(一阶、二阶、高阶)的时域响应曲线和频率特性的Nyquist图、Bode图进行绘制和分析,判断系统的稳定性,求得系统的性能指标等。这些模拟实验给学生以真实、具体的感性认识,然后引导学生对控制系统进行评析。在这种模拟的情况下,学生就必须积极思考,充分利用掌握的知识来处理计算机模拟的实际问题,这样就把抽象的讨论变成了具体的分析。这种方法使学生的角色发生了转变,增加了学生理解、掌握理论并加以运用的动力和积极性,有助于改进他们消极被动接受知识的不良习惯,提高教学效率。

  六、反馈调节:持续改进的良方

  控制领域内有一个贯穿始终的观点就是“反馈”,其核心思想就是“检测偏差,消除偏差”。其实这个道理可以用在任何领域内,教学过程也不例外。教师应在教学过程中经常告诉学生自己的教学计划,教学目标和想法。同时,有针对性地了解学生对自己教学情况的看法和意见,及时和他们保持交流沟通,获取反馈信息,然后利用这些反馈信息进行方式方法的调节。这样调动了学生对课程的学习兴趣,使一度教与学严重脱节的问题得以改善,从而达到预期的教学目标。

  七、结束语

  总之,通过近几年“机械工程控制基础”课程的教学实践,深切体会到用人文思想去感染学生,温故而知新,由简入繁,互动参与,知行合一,以及反馈改进等方法手段的重要性和有效性。在此与专业课教学的老师一起探讨,有不妥之处请广大同仁批评指正。在课程教与学的实践中还有很长的路要走,我们期待通过不断创新、不断实践、不断改进,找出一条适合本学科教学的成功之路。

  参考文献:

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  [4]尚锐,等,“控制工程基础”课程的实验方法研究[J],辽宁工业大学学报(社会科学版),2008,10(3):106-108

【篇3】机械工程实践对社会的影响

学习机械工程概论对大学学习机械工程专业之意义

就像每个人有各自独特的世界观指导自己的日常生活行为,机械工程概论就像学机械的学生在这一方面的世界观和方法论。如果说数理化是将先辈得出的正确的理性化的数字化的世界观授予我们,那么机械工程概论就是将一个专业方面的总的知识体系授予我们,至于如何将这些理论现实化则又要用到我们所学的数理化内容。简单来说,前者为工具而后者是作为最高指导思想而存在。也就是说,要想在机械工程专业上获得相应创新成果、突破的话,少不了对总体系的了解。

在《机械工程概论》一书的语言当中如此写道“机械工程是关于研究、设计、制造和运用各类机器和机械设备的工程科学,涉猎范围机器广泛”——这不是靠数学公式、物理定律、化学方程能推导出来的。学习数理化,我们得到的知识运算技巧,对于怎们将这些技巧应用在真正的机械生产制造上,我们可以很基础的先提出问题再假设再论证再实践再完工。比如说:如何铸造一颗质量上成的螺丝钉。难道我们要先自己用化学知识研究出一个螺丝钉的主要成分是什么,在用数学和物理对生产条件进行计算最终得到一个理论上的生产过程(知识理论,还没实践)——这样要花去多少时间?对于一个大学生来说,有这么多时间花在这种“为了理论(数理化)应用于实际(机械制造)”做出的所谓“生产科研”上吗?显然是不可能的。那么,我们所学习的《机械工程概论》则能为我们机械学院的学生省去这大笔的“无用功”。通过对总纲领的学习,先了解在机械制造方面现有的工艺水平以及生产条件和成果,在已有的基础上再将自己所学的理论工具应用于对现有机械制造的改进或者创新上。所以说,机械工程概论是将现有的生产体系介绍给学生,省去学生从零点起步(或者说工作时从最底层做起)的麻烦,是为了更好的帮助学生将年轻时期的黄金时间集中在不断地改进和创新上。

纵观书本,机械工程概论涵盖了从最初机械诞生以及发展历史、现今机械制造业工艺水平、对学生要求掌握的技术等等多方面内容。于是乎,机械工程概论还指导学生要学什么,什么是学生学了对机械制造有帮助的。同样对一刻螺丝钉,物理书上不会告诉你热力学定律什么时候要考虑在什么地方用,但是工程概论会告诉你。再比如说气焊(见书P141),相同的会应用到化学相关知识,在气体保护焊一小节当中“二氧化碳气体保护焊是利用co2作为保护气体的气体保护焊”——这个,至少目前我还没从材料化学课本上翻到过。也就是说,在我看来机械工程概论是类似于工作步骤指导的说明书,告诉我们机械生产中什么步骤要用什么工艺之类的问题。作为指引,机械工程概论才存在,作为课程加入到学生的教程当中。

我们看回教科书目录:一共十章,机械工程历史相关一章,机械分类两章,机械设计加工两章,机械材料三章,机械生产的经营管理(也就是材料、设计等成本、经销市场等)一章,教育现状以及中国机械学科分类一章。根据其中不同章节的分发,我们就能清楚的得出在机械工程的学习中,至少目前在中国,对材料相关的课程内容所占的比例是最大的。再结合实际的,我国在机械部件制造和生产上,部件的设计绝对不会比国外的东西缺乏吸引力,但是同样的设计却会有不一样的质量,为什么?因为材料。就好比近年来承压设备产品大型化、高参数化和高可靠性要求的趋势日益明显,千吨级的加氢反应器、二千吨级的煤液化反应器、上万立方米的天然气球罐、1000MW级超超临界发电锅炉,大直径的长输管线等已经在我国大量应用,承压设备在电力、石油化工、核工业、煤化工等领域中的应用条件也日趋苛刻。因此,耐高温、耐高压和耐强腐蚀的承压设备用材料的研制与开发近年来一直是承压设备行业和金属材料制造业所面临的重大课题。对此,各国均投入了大量的人力物力进行相关的研究。目前,承压设备用材料的主要研究成果和技术进步表现在以下几个方面: 1)材料的高纯净度2)新材料的不断出现、复合材料的使用3)材料的介质适用性4)材料的特殊技术要求5)更高强度材料的应用。据不完全统计,国内现有锅炉压力容器制造持证企业5000余家,其中压力容器企业3500余家,是名符其实的承压设备制造大国,承压设备产品年出口数十亿美元。我国也拥有全球最大的承压设备市场,有700余家境外锅炉压力容器企业持有中国特种设备进口许可证,进口产品以高附加值的承压设备为主,进口量相当可观。 承压设备的主体是金属材料,承压设备竞争的核心是金属材料市场的竞争。欧盟、美国和日本等都拥有完善而又十分严格的压力设备用材料的市场准入制度,以保护其各自的金属材料工业。对于没有列入美国ASME规范的材料,要想出口美国用于建造压力容器,需经过ASIM和ASME的严格评审,其申请需由用户和材料生产企业共同提出,程序繁杂,周期很长(中国目前只有16MnR获得批准);欧盟颁布的压力设备指令(97/23/EC)规定,对于没有列入欧洲协调标准的压力设备用材料,由材料或设备制造商提出申请后,由指定机构负责检测和审查,在征得压力设备常设委员会的同意后,才能颁发压力设备欧洲材料批准书;欧盟、美国和日本在限制材料进口方面的普遍做法是:严格的审查程序和在相关标准中规定很高的技术指标。通过对国外技术测定的严格可见,任何机械产品,材料的质量是重中之重。这点我们能不可能光从学习工程材料这一学科上得出,但是机械概论一书很好的做到了这一点。也就是说,工程概论学科在课程安排上很好的为学生指名当今机械制造方面的重点。

承接上面,我们从《机械工程概论》一书中材料篇章介入。本章的内容先对工程材料的分类做了介绍,而后细分,开始对各种材料的应用领域作指导。比如第五章第一节中(P98-99)就列出了材料应用方面的详细列表——种类:普通地和晶结构钢 牌号:9Mn2、10MnSiCu、16Mn、15MnTi 性能以及选用范围:强度较高,塑性良好,具有焊接性和耐蚀性,用于建造桥梁、车辆、船舶、锅炉、高压容器、电视塔等。同样的,把《工程材料》一书打开,它也同样做了材料的初步分类。但是,最明显的一点就是它仅仅列出了分类以及各种提取、冶炼、合成的技巧和原理,但是并没有真正详细说明哪种材料再现代机械制造当中是应用于哪个部分的。也就是说,光对比这两本书来说,我可以这么判定:专业书只告诉怎么做和为什么,而机械工程概论负责告诉你做什么。不过,由于机械设计、制图在机械工程专业上占有的比例仍然重大(姑且是比较我校对于机械工程学院中不同专业的划分以及高考录取分数线的不同来判断,工业设计班数量以及录取分数显然高于同样的农机班),而且比较其教科书而言也是同年所发课本当中最后的一本。不过很幸运的是,其中的内容也确确实实囊括的很丰富。技术有、国标有、强大的例图实例也有——但是反观“概论”,明显的从章节数上看来就少。就此看来,大学在课本的安排上很好的体现了互补这一概念。

综上,机械工程概论综合了学生在大学所需要学习的关于机械工程各方面的知识。并且,对于学生如何将所学的不同专业课知识投入应用做出了教育和指导。并且,或许是为了减轻不必要的课程负担,再结合了实际的大学课程内容,通过不同知识范畴的章节安排省去了已有的详细教育部分(机械设计),同时在缺少重点与先进机械制造业趋势相结合的科目上,融入了详细的讲解(如工程材料)。总的说来,机械工程概论就好比是学习机械工程的说明说一样。最终,要想在机械工程专业上获得相应创新成果、突破的话,少不了对总体系的了解。

【篇4】机械工程实践对社会的影响

我对机械工程的认识

通过对于机械工程概论这么课程的学习,我对与机械工程也有了一个初步的认识。机械是人类生产和生活的基本要素之一,是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人类区别其他动物的一项主要标志,机械技术在整个技术体系中占有基础和核心地位。机械技术与人类社会的历史一样是源远流长,它对人类社会生产和经济的发展起着及其重要的作用,是推动人类社会进步的重要因素。中国的机械工程技术不但历史悠久,而且成就十分辉煌,不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用,而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。

制造是一个输入输出系统,其输入是生产要素,输出是具有离散特征的产品。这是“广义”制造的概念。按照这样的理解,制造应包括从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输直至售后服务的全过程。通常机械制造及制造过程被理解为从原材料的准备、运输和保存,生产的准备,毛坯的制造,毛坯半成品经加工、热处理成为零件,零件、部件经装配后形成最终产品的具体操作过程,包括毛坯制作、零件加工、检验、装配试验、调试、喷漆、包装运输等,这是“狭义”制造的概念,按照这种理解方式,制造过程主要考虑企业内部生产过程中的物质流,而较少涉及生产过程中的信息流。在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械制造业是否已成为“夕阳工业”答案是完全否定的。历史证明,哪个国家忽视机械制造业的发展,都必然影响其国民经济的发展,受到历史的惩罚。美国在“二战”后,机械制造业是世界最先进的,工业产品大量出口成为工业的霸主。但是,70年代以后,美国忽视了机械制造业的提高与发展,工业生产走下坡路,不仅出口锐减,而且还需大量进口国外工业产品。例如汽车工业,美国过去是汽车出口国,但1987年进口汽车在美国销售量达到31%;1967~1987年的20年间,汽车贸易逆差达600亿美元。微电子工业是美国创造的,但到1987年,美国的半导体生产只占世界总产量的40%,某些重要的集成电路,日本产品已占世界市场的75%。电视机、录像机等家用电器也是美国先发展的,但现在美国市场都被日本等国外产品所占领。

美国关于工业竞争的总统委员会的报告中,检讨“美国在重要而又高速增长的技术市场中失利的一个重要因素,是没有把自己的技术应用到制造业上”。美国麻省理工学院(MIT)的16位教授对美国工业的衰退问题进行了系统调查研究,写成《美国制造业的衰退及对策——夺回生产优势》(美国1990年十大畅销书之一),指出必须重视发展机械制造工业。最近美国、日本、德国等工业发达国家都把发展先进制造技术列为工业、科技的重点发展技术。由于近年来美国对机械工业的重视,汽车、机床、微电子工业等又获得较大发展。

美国知识经济的发展应该说是走在世界各国的前面,但由于已接受历史教训,美国在目前知识经济条件下,仍然十分重视对传统制造业的调整和改造,积极发展先进制造技术。其实,正如工业革命到来并未导致农业的消亡一样,知识经济的兴起也决不会导致工业(包括制造业)的消失,而是对传统工业或制造业进行更加合理地调整和改造,使之成为高、新技术产业,以适应知识经济的形势和需要。80年代中期以来,以CIMS(计算机集成制造系统)为标志的综合生产自动化,日渐成为制造工业的热点。CIMS是在自动化技术、信息技术、现代管理技术以及制造技术的基础上,通过计算机网络及其数据库技术,将制造企业全部生产活动有关的信息集成起来,并适应多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。CIMS是一种管理企业及生产的新的哲理,是在新的生产组织原理和概念指导下形成的一种新型生产模式,是从系统工程的整体优化观点出发,通盘考虑市场需求、企业经营目标、技术支撑条件和人的因素,以达到全局性的优化目的。在目前知识经济条件下,CIMS已成为现代制造业的典型代表,许多发达国家以此作为本国制造业的发展战略。

在欧美各国和日本的各项高技术发展计划中,CIMS都是优先发展的关键项目之一,它必将成为21世纪占主导地位的新型生产方式。现代机械制造业发展趋势鉴于剧烈的市场竞争和发展尖端国防工业的急需,对提高加工生产技术提出了迫切的要求。因此,现在世界各国都把发展先进制造技术放在发展国民经济中的极重要的位置,投入大量人力物力进行这方面的开发研究和生产技术的更新发展。在知识经济时代,仍然不可忽视机械制造业的发展,而应在知识经济条件下,对传统工业或制造业进行调整和改造,形成现代先进制造技术,以适应知识经济的形势和需要。

经过50多年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。2008年我国机械工业总产值达90740亿元,其中工业增加值超过2.2万亿元。2008年重要机械产品产量再创历史新高。在列入快报统计的109种主要产品中,创历史新高的有75种,占全部品种的68.8%。其中,大中型拖拉机产量超21万台,同比增长12.8%;发电设备产量超过1.3亿千瓦,再创历史新高;汽车全年累计生产934.55万辆,销售938.05万辆,分别增长5.14%和6.70%。2008年我国机械产品进出口总值达4373亿美元,同比增长20.91%;其中出口2425亿美元,增长25.7%,外贸顺差477亿美元,比上年净增235亿美元,增长97.46%。2008年我国机械产品自给率已超过80%,对全国工业产值、利润增长的贡献率分别达18.49%和63.93%,对全国外贸出口增长的贡献率达23.55%,较好地发挥了支柱产业的作用,为国民经济发展和建设做出了应有贡献。

尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于:

 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。

2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。

3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。

从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。

随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

一、先进制造技术的特点

(一)是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。

(二)是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

(三)是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

(四)是面向全球竞争的技术

20世纪 80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展, 发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

(五)是市场竞争三要素的统一

在20世纪 70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。

二、我国先进机械制造技术的发展趋势

(一)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现

( 二)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

(三)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

(四)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

(五)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程 、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

三、我国机械自动化的现状

机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。

 四、我国机械自动化发展之路探索

(一)结合生产实际发展机械自动化技术

先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。

(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术

发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOA Data机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。

(三)注重配套发展机械自动化技术

现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

在当今知识经济时代,创新和发明是知识经济的灵魂。我们青年一代,有能力,也有责任振兴我国的机械制造业,为国民经济的发展做出贡献,也为自己的人生交一份完满的答卷。

参考文献:

1 杨建伟 试析当今机械技术的发展现状

2 张伟津 浅论自动化技术及其在我国的发展

3 冯立升 关于中国机械工程技术研究的若干问题

4 马晓春 我国现代机械制造技术的发展趋势 

5 J. Needham Science and Civilization in China

6 Mechanical Engineering合同管理制度

1 范围

本标准规定了龙腾公司合同管理工作的管理机构、职责、合同的授权委托、洽谈、承办、会签、订阅、履行和变更、终止及争议处理和合同管理的处罚、奖励;

本标准适用于龙腾公司项目建设期间的各类合同管理工作,厂内各类合同的管理,厂内所属各具法人资格的部门,参照本标准执行。

2 规范性引用

《中华人民共和国合同法》

《龙腾公司合同管理办法》

3 定义、符号、缩略语

4 职责

4.1 总经理:龙腾公司经营管理的法定代表人。负责对厂内各类合同管理工作实行统一领导。以法人代表名义或授权委托他人签订各类合法合同,并对电厂负责。

4.2 工程部:是发电厂建设施工安装等工程合同签订管理部门;负责签订管理基建、安装、人工技术的工程合同。

4.3 经营部:是合同签订管理部门,负责管理设备、材料、物资的订购合同。

4.5 合同管理部门履行以下职责:

4.5.1 建立健全合同管理办法并逐步完善规范;

4.5.2 参与合同的洽谈、起草、审查、签约、变更、解除以及合同的签证、公证、调解、诉讼等活动,全程跟踪和检查合同的履行质量;

4.5.3 审查、登记合同对方单位代表资格及单位资质,包括营业执照、经营范围、技术装备、信誉、越区域经营许可等证件及履约能力(必要时要求对方提供担保),检查合同的履行情况;

4.5.4 保管法人代表授权委托书、合同专用章,并按编号归口使用;

4.5.5 建立合同管理台帐,对合同文本资料进行编号统计管理;

4.5.6 组织对法规、制度的学习和贯彻执行,定期向有关领导和部门报告工作;

4.5.7 在总经理领导下,做好合同管理的其他工作,

4.6 工程技术部:专职合同管理员及材料、燃料供应部兼职合同管理员履行以下职责:

4.6.1 在主任领导下,做好本部门负责的各项合同的管理工作,负责保管“法人授权委托书”;

4.6.2 签订合同时,检查对方的有关证件,对合同文本内容依照法规进行检查,检查合同标的数量、金额、日期、地点、质量要求、安全责任、违约责任是否明确,并提出补充及修改意见。重大问题应及时向有关领导报告,提出解决方案;

4.6.3 对专业对口的合同统一编号、登记、建立台帐,分类整理归档。对合同承办部门提供相关法规咨询和日常协作服务工作;

4.6.4 工程技术部专职合同管理员负责收集整理各类合同,建立合同统计台帐,并负责

【篇5】机械工程实践对社会的影响

我对机械工程的认识


通过对于机械工程概论这么课程的学习,我对与机械工程也有了一个初步的认识。机械是人类生产和生活的基本要素之一,是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人类区别其他动物的一项主要标志,机械技术在整个技术体系中占有基础和核心地位。机械技术与人类社会的历史一样是源远流长,它对人类社会生产和经济的发展起着及其重要的作用,是推动人类社会进步的重要因素。中国的机械工程技术不但历史悠久,而且成就十分辉煌,不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用,而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。
制造是一个输入输出系统,其输入是生产要素,输出是具有离散特征的产品。这是“广义”制造的概念。按照这样的理解,制造应包括从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输直至售后服务的全过程。通常机械制造及制造过程被理解为从原材料的准备、运输和保存,生产的准备,毛坯的制造,毛坯半成品经加工、热处理成为零件,零件、部件经装配后形成最终产品的具体操作过程,包括毛坯制作、零件加工、检验、装配试验、调试、喷漆、包装运输等,这是“狭义”制造的概念,按照这种理解方式,制造过程主要考虑企业内部生产过程中的物质流,而较少涉及生产过程中的信息流。在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。
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按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。
从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。
机械制造业是否已成为“夕阳工业”答案是完全否定的。历史证明,哪个国家忽视机械制造业的发展,都必然影响其国民经济的发展,受到历史的惩罚。美国在“二战”后,机械制造业是世界最先进的,工业产品大量出口成为工业的霸主。但是,70年代以后,美国忽视了机械制造业的提高与发展,工业生产走下坡路,不仅出口锐减,而且还需大量进口国外工业产品。例如汽车工业,美国过去是汽车出口国,但1987年进口汽车在美国销售量达到31%;1967~1987年的20年间,汽车贸易逆差达600亿美元。微电子工业是美国创造的,但到1987年,美国的半导体生产只占世界总产量的40%,某些重要的集成电路,日本产品已占世界市场的75%。电视机、录像机等家用电器也是美国先发展的,但现在美国市场都被日本等国外产品所占领。
美国关于工业竞争的总统委员会的报告中,检讨“美国在重要而又高速增长的技术市场中失利的一个重要因素,是没有把自己的技术应用到制造业上”。美国麻省理工学院(MIT)的16位教授对美国工业的衰退问题进行了系统调查研究,写成《美国制造业的衰退及对策——夺回生产优势》(美国1990年十大畅销书之一),指出必须重视发展机械制造工业。最近美国、日本、德国等工业发达国家都把发展先进制造技术列为工业、科技的重点发展技术。由于近年来美国对机械工业的重视,汽车、机床、微电子工业等又获得较大发展。
美国知识经济的发展应该说是走在世界各国的前面,但由于已接受历史教训,美国在目前知识经济条件下,仍然十分重视对传统制造业的调整和改造,积极发展先进制造技术。其实,正如工业革命到来并未导致农业的消亡一样,知识经济的兴起也决不会导致工业(包括制造业)的消失,而是对传统工业或制造业进行更加合理地调整和改造,使之成为高、新技术产业,以适应知识经济的形势和需要。80年代中期以来,以CIMS(计算机集成制造系统)为标志的综合生产自动化,日渐成为制造工业的热点。CIMS是在自动化技术、信息
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技术、现代管理技术以及制造技术的基础上,通过计算机网络及其数据库技术,将制造企业全部生产活动有关的信息集成起来,并适应多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。CIMS是一种管理企业及生产的新的哲理,是在新的生产组织原理和概念指导下形成的一种新型生产模式,是从系统工程的整体优化观点出发,通盘考虑市场需求、企业经营目标、技术支撑条件和人的因素,以达到全局性的优化目的。在目前知识经济条件下,CIMS已成为现代制造业的典型代表,许多发达国家以此作为本国制造业的发展战略。
在欧美各国和日本的各项高技术发展计划中,CIMS都是优先发展的关键项目之一,它必将成为21世纪占主导地位的新型生产方式。现代机械制造业发展趋势鉴于剧烈的市场竞争和发展尖端国防工业的急需,对提高加工生产技术提出了迫切的要求。因此,现在世界各国都把发展先进制造技术放在发展国民经济中的极重要的位置,投入大量人力物力进行这方面的开发研究和生产技术的更新发展。在知识经济时代,仍然不可忽视机械制造业的发展,而应在知识经济条件下,对传统工业或制造业进行调整和改造,形成现代先进制造技术,以适应知识经济的形势和需要。
经过50多年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。2008年我国机械工业总产值达90740亿元,其中工业增加值超过2.2万亿元。2008年重要机械产品产量再创历史新高。在列入快报统计的109种主要产品中,创历史新高的有75种,占全部品种的68.8%。其中,大中型拖拉机产量超21万台,同比增长12.8%;发电设备产量超过1.3亿千瓦,再创历史新高;汽车全年累计生产934.55万辆,销售938.05万辆,分别增长5.14%和6.70%。2008年我国机械产品进出口总值达4373亿美元,同比增长20.91%;其中出口2425亿美元,增长25.7%,外贸顺差477亿美元,比上年净增235亿美元,增长97.46%。2008年我国机械产品自给率已超过80%,对全国工业产值、利润增长的贡献率分别达18.49%和63.93%,对全国外贸出口增长的贡献率达23.55%,较好地发挥了支柱产业的作用,为国民经济发展和建设做出了应有贡献。
尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于:
1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。
3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。
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从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。
随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
一、先进制造技术的特点(一)是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
(二)是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
(三)是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
(四)是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
(五)是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、
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成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
二、我国先进机械制造技术的发展趋势
(一)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现
(二)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
(三)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
(四)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
(五)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
三、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业
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结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
四、我国机械自动化发展之路探索(一)结合生产实际发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。
(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这
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种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
(三)注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
在当今知识经济时代,创新和发明是知识经济的灵魂。我们青年一代,有能力,也有责任振兴我国的机械制造业,为国民经济的发展做出贡献,也为自己的人生交一份完满的答卷。

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