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機械工程實踐對社會的影響五篇

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工程是科學和數學的某種應用,通過這一應用,使自然界的物質和能源的特性能夠通過各種結構、機器、產品、系統和過程,是以最短的時間和最少的人力、物力做出高效、可靠且對人類有用的東西。將自然科學的理論應用到具體工農業生產部門中形成的各學科的總稱, 以下是為大家整理的關于機械工程實踐對社會的影響5篇 , 供大家參考選擇。

機械工程實踐對社會的影響5篇

【篇1】機械工程實踐對社會的影響

機械工程對社會發展的作用

摘要

介紹了機械工程技術的發展歷程對社會歷史發展的推動作用,機械工程技術的發展是推動社會生產力快速發展的主要因素;機械工程不斷生產出有各種新功能的機械產品,在現代社會各領域中廣泛應用,推動了各個領域的不斷發展進步;機械工程使機械工業成為國民經濟的基礎產業,在國民經濟中占有重要地位,是國家經濟增長的主要牽引力;機械工程的不斷發展對經濟快速發展有重要戰略意義和機械工程技術的展望對未來人類社會發展進步的意義。

關鍵詞:機械工程;社會發展;展望

從人類的發展歷史來看,人類的文明進步主要是生產工具的發展進步推動的。從石器時代到金屬器時代,又從金屬器時代到機械大工業時代,乃至現在信息化時代,每個時代的發展,每個時代的轉換,都伴隨著生產工具的不斷更進、變換和發展。人類進步要靠生產力的發展,生產力的發展進步要靠生產工具的發展。現在說的生產工具就是機械,也就是現在的機械帶來了現在的繁榮的物質文明。

一、 機械工程與人類社會的發展歷史

石器時代人類制造和使用的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單工具是后來出現的機械的先驅。幾千年前,人類已創制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和轆轤,裝有輪子的車,航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力由人力發展到畜力、風力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶車,已是具有動力、傳動和工作3個部分的完整機械。鼓風器對人類社會發展起了重要作用。強大的鼓風器使冶金爐獲得足夠高的爐溫,得從礦石中煉取金屬。西周時期,中國就已有了冶鑄用的鼓風器。15~16世紀以前,機械工程發展緩慢。17世紀以后,資本主義商品經濟在英、法等國迅速發展,許多人致力于改進各產業所需要的工作機械和研制新的動力機械——蒸汽機。18世紀后期,蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、面粉和冶金等行業。制作機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機械制造工業開始形成,并逐漸成為重要產業。機械工程從分散性的、主要依賴匠師個人才智和手藝的技藝發展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18~19世紀的工業革命和資本主義機械大生產的主要技術因素。

自英國工業革命以后, 以蒸汽機、內燃機、電動機作為動力源的機械促進了制造業、運輸業的快速發展, 人類開始進入現代化的文明社會。20 世紀電子計算機的發明、自控技術、信息技術、傳感技術的有機結合, 使機械進入完全現代化階段。機器人、數控機床、高速運載工具、重型機械及其他大量先進機械設備加速了人類社會的進步, 機械已經成為現代社會生產和服務的五大要素( 人、資金、能量、材料、機械) 之一。加快發展機械工程是國家實現工業化和現代化的基礎和前提, 是國家工業騰飛的必經之路。

二、機械工程在現在社會各領域的應用

機械工程是現代社會進行生產和服務的五大要素(即人、資金、能量、材料和機械)之一,并且能量和材料的生產還必須有機械的參與。任何現代產業和工程領域都需要應用機械,例如農業、林業、礦山等需要農業機械、林業機械、礦山設備;冶金和化學工業需要冶金機械、化工機械;紡織工業需要紡織機械;食品加工工業需要食品加工機械;房屋建筑和道路、橋梁、水利等工程需要工程機械;電力工業需要動力機械;交通運輸業需要各種車輛、船舶、飛機等;各種商品的計量、包裝、儲存、裝卸需要各種相應的工作機械。就是人們的日常生活,也越來越多地應用各種機械了,如破碎機、汽車、自行車、縫紉機、鐘表、照相機、洗衣機、冰箱、空調機、吸塵器,等等。機械工程成為以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,結合在生產實踐中積累的技術經驗,研究和解決在開發、設計、制造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實際問題的一門應用學科。

各個工程領域的發展都要求機械工程有與之相適應的發展,都需要機械工程提供所必需的機械。某些機械的發明和完善,又導致新的工程技術和新的產業的出現和發展,例如大型動力機械的制造成功,促成了電力系統的建立;機車的發明導致了鐵路工程和鐵路事業的興起;內燃機、燃氣輪機、火箭發動機等的發明和進步以及飛機和航天器的研制成功導致了航空、航天工程和航空、航天事業的興起;高壓設備(包括壓縮機、反應器、密封技術等)的發展導致了許多新型合成化學工程的成功。機械工程就是在各方面不斷提高的需求的壓力下獲得發展動力,同時又從各個學科和技術的進步中得到改進和創新的能力。

三、機械工程在社會國民經濟的重要地位

機械工程技術的發展首先帶動了生產力的巨大進步。在工業革命發生最早的英國, 由于實行了機器化大工業生產, 勞動生產率得到空前的提高, 從1770年到1840 年的70 年中, 英國工人的平均勞動生產率提高了20 倍, 使英國成為“世界工場”。英國的工業產值在1870 年占世界的一半左右。

在近一個世紀內, 世界各工業發達國家, 不論其資源情況和產業結構如何, 無不擁有強大的機械工業, 作為整個國民經濟的支撐, 機械工業在整個國民經濟發展中都占有重要的地位。美國在研究了61個國家的工業發展情況后認為機械的積聚是國家生產力增長的主要決定因素, 并指出美國的主要工業能否在國際上保持競爭力, 取決于能否在國際上最早獲得新一代的機器設備。后起的各發展中國家也都在效法工業發達國家已走過的路子, 注重發展機械工業,以帶動整個國家經濟的發展。這種共識, 是由機械工業所獨具的特點和作用所決定的。

機械工業是國民經濟發展的基礎,是國家經濟增長的主要牽引力。機械制造工業對人類社會經濟的發展有著重要的作用。它是國民經濟的裝備部門,是促進科學技術轉化為生產力的基礎性產業。振興機械制造業是我國走向經濟強國的根本措施,唯此才能掌握我國經濟發展的主動權,才能確保國家的經濟安全。機械工業是為國民經濟、國家安全提供裝備,為人民物質文化生活提供豐富產品的制造業。機械工業是國民經濟持續發展的基礎,是工業化、現代化建設的發動機和動力源。機械工業加工水平是一國經濟發展水平的標志。機械工業為國民經濟各部門提供裝備,它的發展水平直接影響到國民的物質生活水平,與我們的生活息息相關。

四、機械工程的發展展望對未來社會的意義

  機械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研制和發展新的機械產品。在未來的時代,新產品的研制將以降低資源消耗,發展潔凈的再生能源,治理、減輕以至消除環境污染作為超經濟的目標任務。

  機械可以完成人用雙手和雙目,以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好。現代機械工程創造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置,使過去的許多幻想成為現實。

  人類現在已能上游天空和宇宙,下潛大洋深層,遠窺百億光年,近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強機械智能化的可能,并部分代替人腦的科技手段,這就是人工智能。這一新的發展已經顯示出巨大的影響,而在未來年代它還將不斷地創造出人們無法想象的奇跡。

  人類智慧的增長并不減少雙手的作用,相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作,從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中,以及在每個人的成長過程中,腦與手是互相促進和平行進化的。

  人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系,其區別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去,各種機械離不開人的操作和控制,其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經系統的限制,人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進,平行前進,將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發展。

總之,機械的發展對人類的生活、生產和工作起到了不可替代的作用。我們也相信,人類社會會隨著機械的發展而更加繁榮昌盛。

參考文獻

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【篇2】機械工程實踐對社會的影響

機械工程師論文關于機械工程論文

關于“機械工程控制基礎”課程的教學探索

摘要:針對如何提高“機械工程控制基礎”課程教學效果的問題,指出營造課堂氣氛,用人文教育理念感染學生,幫助學生構建完備的基礎知識體系,深入淺出地闡述重要和復雜的原理,進行師生互動,以及大量實驗驗證是保證學生學好該課程的主要手段。同時指出利用學生的反饋信息調整方式方法是持續改進教學效果的良方。

  關鍵詞:機械工程控制基礎;教學探索;人文教育

  “機械工程控制基礎”課程側重于原理的闡釋,其內容密切結合工程實際,是一門非常重要的專業基礎課。對于機械工程類專業的本科生來講,掌握好本課程的基本原理和方法,將對他們其他課程的學習甚至以后的工作產生深遠的影響,同時對培養他們科學的思維方法和創新能力也會起到重要的作用。然而,筆者從多年的教學實踐中發現,因本課程涉及知識面廣內容抽象,難以理解,許多學生學習起來一知半解,難以進入狀態,甚至覺得空洞無物。為了提高本課程教學效果,使之起到專業基礎課應有的作用,筆者結合多年的教學實踐,探索出幾點經驗。

  一、營造氛圍:人文思想的注入

  《機械工程控制基礎》教材(1-5版)的編著者,中科院院士楊叔子先生是率先在高校中推行人文教育的前輩,并在其文章中將人文思想引入專業課當中,在教材中處處可以看到人文思想的痕跡。例如在控制理論發展中提到“經典控制理論源于1788年James Watt的蒸汽機離心調速器所帶來的離心調速問題……然而,我國早在北宋時期的燕肅就發明了指南車,這是控制論思想的集中體現”,并列舉了一系列我國古代各種發明創造中體現控制領域發展的實例。這些內容不僅體現出一個學者的愛國情懷,而且對理工科教育中人文思想的缺失進行了有效補充。

  作為本門課程的教師,要像楊叔子先生那樣,首先豐富自己的內涵,以自己的言行舉止引導學生。如果教師有淵博的學識,能以振興中華為己任,用高昂的激情去感染學生,用父母般的愛心去澆灌學生,用科學的方法去指引學生,告訴學生學習的目的是要“修身,齊家,治國,平天下”,學生們一定會被吸引、被感化。正如本教材中提到的哲學觀點“外因是變化的條件,內因是變化的根本”一樣,學習的動力由內而外,學習的效果自然非常顯著。

  二、鞏固基礎:構建完備的知識結構

  “機械工程控制基礎”是機械學科中的一門技術基礎課,本課程以數學、物理學以及相關學科為理論基礎,以機械工程中有關系統動力學為其抽象、概括與研究的對象。因此要求本學科學生要有良好的數學、力學、電學、機械學的基礎,有一定的機械工程方面的專業知識。要想學好本門課程,學生必須具有多學科的知識積累。而學生們雖然學過相關課程,但是時間一長就忘得差不多了。因此必須在講課中要對使用到的基礎知識作些簡單的提示和回顧,并鼓勵學生們進行復習。例如在講到“系統的數學模型”一章時,分別會講到動力學的例子,電學的例子,液壓系統,甚至混合構成的系統。這時老師要及時給學生補充該部分內容知識,如“牛頓第三運動定理”、“基爾霍夫定律”、“運算放大器原理”、“液壓原理”等等,這樣學生在建立數學模型時就會很清楚地知道這些數學模型是建立在哪些理論基礎上,并且知道如何應用原來學過的定律或理論去解決問題,就會有一個完備的知識框架,也能夠從中體會到原來各門學科之間其實是相通的。當然,介紹這些內容時只是“點到為止”,或只介紹核心內容,不適合占很大的篇幅。

  三、深入淺出,拒絕空洞的理論

  “機械工程控制基礎”課程給很多學生的感覺就是“抽象”,因為它的研究的對象是“系統”,系統“可大可小,可繁可簡,甚至可實可虛”。控制理論本身不僅是一門學科,而且是一門卓越的方法論,它的思考、分析與解決問題的思想方法是符合唯物辯證法的。因此本課程要真正傳授給學生的是思想,是方法。這樣就產生一個普遍的現象:老師在空談理論,只講原則,學生們感覺云里霧里,一知半解。

  要消除空洞理論的方法,必須采用各種一定的技巧,深入淺出地分析問題,筆者,總結的經驗如下。

  1.復雜的原理簡單化、雛形化

  本課程中有些理論理解起來非常復雜,證明起來則更難。對于這樣一些知識點,教師應分三個步驟來講授,即理論的簡化;理論的應用;理論的推導和證明。在較短時間讓學生達到前兩步的要求,學生理解了基本原理,知道了如何應用,就會產生巨大的成就感,會增強學習積極性,進而很好地去理解該理論的具體推導和證明。反之,如果按照常規步驟——從理論證明到理論應用的順序去組織課堂教學,學生感覺理論證明非常復雜而產生畏難情緒,導致如何應用該理論也成問題了。

  例如,在講到奈奎斯特穩定穩定判據一節時,其理論的推導過程十分復雜,涉及到幅角原理、開環傳遞函數、閉環傳遞函數以及奈奎斯特軌跡之間的復雜關系,一般要花上約40分鐘時間才能完成整個推導過程,即使基礎很好的學生也很難在如此長的時間段內保持高度的注意力。為了解決學生接受困難的問題,我們分析后發現,該理論推導雖復雜,但是基本思想和原理可以簡化,同時該理論的應用其實很簡單。因此在教學中調整思路和順序,先講簡化的原理“奈奎斯特穩定判據是幾何判據,它的基本原理是畫出開環函數的奈奎斯特,然后根據該軌跡繞復平面特定點的圈數來判別對應閉環系統的穩定性”,至于說如何判斷穩定性就是該原理應用的問題,只需要進行以下三個步驟:求出開環函數在右半平面的極點數目P;開環奈奎斯特逆時針包含(-1,jO)點的圈數P1;如果P與P1相等,則閉環穩定,反之不穩定。然后才開始向學生講解如何一步步證明奈奎斯特穩定判據。即使最后一步的推導過程學生暫時不理解也不妨礙學生對該理論的基本認識和應用。

  2.將抽象的內容具體化,將無形的理論有形化

  控制理論中大部分理論都比較抽象,教學過程如果僅限于理論的介紹和論述,學生不僅覺得空洞而且乏味。如果教師能夠結合一些具體和形象的例子會產生事半功倍的效果。例如在講到系統穩定性定義時,描述“系統穩定性是指系統在初始狀態影響下,由它引起的系統的時間響應隨時間推移,逐漸衰減并趨向于零”,僅就該定義本身,教師可能要花很多精力去解釋每個概念及其內涵和外延,可是學生并沒有什么直觀形象的感覺。而當我們通過如下圖1和圖2的模型來展示什么是系統的穩定(不穩定)時,就顯得非常形象直觀,基本上不需要太多的解釋了。

  四、課堂互動:引發積極的思考

  正因為“機械工程控制基礎”課程的抽象和復雜,如果教學過程僅僅是單一的講授,必然風過無痕,學生印象不深,課程一結束便什么收獲都沒有。學生只有積極地跟隨老師的思路進行思考,進行討論,甚至是質疑,初步領會的知識才會真正成為學生自己的東西,才能記住和運用。一般可以采用的方式有如下幾點:課堂即興提問;設置討論焦點,鼓勵踴躍發言;鼓勵不同聲音乃至質疑。這些方法的引入有利于激發學生的學習主動性和積極性,增強其參與意識和合作精神,培養其獨立

思考的方式,鍛煉其語言表達能力,創造生動活潑的教學氛圍。筆者在教學中發現,許多學生對某些理論知識有所了解后,非常愿意把自己的觀點、意見講出來,與其他人交流、探討,這就為討論法提供了條件。同時,師生平等的民主氛圍使學生更樂于參與互動,從而備受學生的歡迎。

  五、實驗驗證:理論聯系實際

  實踐是理論的基礎,是理論的出發點和歸宿點,實踐對理論起決定作用,理論必須與實踐緊密結合。“機械工程控制基礎”課程本身實踐性較強,離開實踐,就如同空中樓閣,就會喪失生命力和可信度。為提高教學效果和質量,增強學生的學習興趣,合理確定實踐教學的內容與形式,我們主要采用計算機模擬方法和實際電路兩種方案進行實驗。比如,通過MATLAB軟件對系統(一階、二階、高階)的時域響應曲線和頻率特性的Nyquist圖、Bode圖進行繪制和分析,判斷系統的穩定性,求得系統的性能指標等。這些模擬實驗給學生以真實、具體的感性認識,然后引導學生對控制系統進行評析。在這種模擬的情況下,學生就必須積極思考,充分利用掌握的知識來處理計算機模擬的實際問題,這樣就把抽象的討論變成了具體的分析。這種方法使學生的角色發生了轉變,增加了學生理解、掌握理論并加以運用的動力和積極性,有助于改進他們消極被動接受知識的不良習慣,提高教學效率。

  六、反饋調節:持續改進的良方

  控制領域內有一個貫穿始終的觀點就是“反饋”,其核心思想就是“檢測偏差,消除偏差”。其實這個道理可以用在任何領域內,教學過程也不例外。教師應在教學過程中經常告訴學生自己的教學計劃,教學目標和想法。同時,有針對性地了解學生對自己教學情況的看法和意見,及時和他們保持交流溝通,獲取反饋信息,然后利用這些反饋信息進行方式方法的調節。這樣調動了學生對課程的學習興趣,使一度教與學嚴重脫節的問題得以改善,從而達到預期的教學目標。

  七、結束語

  總之,通過近幾年“機械工程控制基礎”課程的教學實踐,深切體會到用人文思想去感染學生,溫故而知新,由簡入繁,互動參與,知行合一,以及反饋改進等方法手段的重要性和有效性。在此與專業課教學的老師一起探討,有不妥之處請廣大同仁批評指正。在課程教與學的實踐中還有很長的路要走,我們期待通過不斷創新、不斷實踐、不斷改進,找出一條適合本學科教學的成功之路。

  參考文獻:

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【篇3】機械工程實踐對社會的影響

學習機械工程概論對大學學習機械工程專業之意義

就像每個人有各自獨特的世界觀指導自己的日常生活行為,機械工程概論就像學機械的學生在這一方面的世界觀和方法論。如果說數理化是將先輩得出的正確的理性化的數字化的世界觀授予我們,那么機械工程概論就是將一個專業方面的總的知識體系授予我們,至于如何將這些理論現實化則又要用到我們所學的數理化內容。簡單來說,前者為工具而后者是作為最高指導思想而存在。也就是說,要想在機械工程專業上獲得相應創新成果、突破的話,少不了對總體系的了解。

在《機械工程概論》一書的語言當中如此寫道“機械工程是關于研究、設計、制造和運用各類機器和機械設備的工程科學,涉獵范圍機器廣泛”——這不是靠數學公式、物理定律、化學方程能推導出來的。學習數理化,我們得到的知識運算技巧,對于怎們將這些技巧應用在真正的機械生產制造上,我們可以很基礎的先提出問題再假設再論證再實踐再完工。比如說:如何鑄造一顆質量上成的螺絲釘。難道我們要先自己用化學知識研究出一個螺絲釘的主要成分是什么,在用數學和物理對生產條件進行計算最終得到一個理論上的生產過程(知識理論,還沒實踐)——這樣要花去多少時間?對于一個大學生來說,有這么多時間花在這種“為了理論(數理化)應用于實際(機械制造)”做出的所謂“生產科研”上嗎?顯然是不可能的。那么,我們所學習的《機械工程概論》則能為我們機械學院的學生省去這大筆的“無用功”。通過對總綱領的學習,先了解在機械制造方面現有的工藝水平以及生產條件和成果,在已有的基礎上再將自己所學的理論工具應用于對現有機械制造的改進或者創新上。所以說,機械工程概論是將現有的生產體系介紹給學生,省去學生從零點起步(或者說工作時從最底層做起)的麻煩,是為了更好的幫助學生將年輕時期的黃金時間集中在不斷地改進和創新上。

縱觀書本,機械工程概論涵蓋了從最初機械誕生以及發展歷史、現今機械制造業工藝水平、對學生要求掌握的技術等等多方面內容。于是乎,機械工程概論還指導學生要學什么,什么是學生學了對機械制造有幫助的。同樣對一刻螺絲釘,物理書上不會告訴你熱力學定律什么時候要考慮在什么地方用,但是工程概論會告訴你。再比如說氣焊(見書P141),相同的會應用到化學相關知識,在氣體保護焊一小節當中“二氧化碳氣體保護焊是利用co2作為保護氣體的氣體保護焊”——這個,至少目前我還沒從材料化學課本上翻到過。也就是說,在我看來機械工程概論是類似于工作步驟指導的說明書,告訴我們機械生產中什么步驟要用什么工藝之類的問題。作為指引,機械工程概論才存在,作為課程加入到學生的教程當中。

我們看回教科書目錄:一共十章,機械工程歷史相關一章,機械分類兩章,機械設計加工兩章,機械材料三章,機械生產的經營管理(也就是材料、設計等成本、經銷市場等)一章,教育現狀以及中國機械學科分類一章。根據其中不同章節的分發,我們就能清楚的得出在機械工程的學習中,至少目前在中國,對材料相關的課程內容所占的比例是最大的。再結合實際的,我國在機械部件制造和生產上,部件的設計絕對不會比國外的東西缺乏吸引力,但是同樣的設計卻會有不一樣的質量,為什么?因為材料。就好比近年來承壓設備產品大型化、高參數化和高可靠性要求的趨勢日益明顯,千噸級的加氫反應器、二千噸級的煤液化反應器、上萬立方米的天然氣球罐、1000MW級超超臨界發電鍋爐,大直徑的長輸管線等已經在我國大量應用,承壓設備在電力、石油化工、核工業、煤化工等領域中的應用條件也日趨苛刻。因此,耐高溫、耐高壓和耐強腐蝕的承壓設備用材料的研制與開發近年來一直是承壓設備行業和金屬材料制造業所面臨的重大課題。對此,各國均投入了大量的人力物力進行相關的研究。目前,承壓設備用材料的主要研究成果和技術進步表現在以下幾個方面: 1)材料的高純凈度2)新材料的不斷出現、復合材料的使用3)材料的介質適用性4)材料的特殊技術要求5)更高強度材料的應用。據不完全統計,國內現有鍋爐壓力容器制造持證企業5000余家,其中壓力容器企業3500余家,是名符其實的承壓設備制造大國,承壓設備產品年出口數十億美元。我國也擁有全球最大的承壓設備市場,有700余家境外鍋爐壓力容器企業持有中國特種設備進口許可證,進口產品以高附加值的承壓設備為主,進口量相當可觀。 承壓設備的主體是金屬材料,承壓設備競爭的核心是金屬材料市場的競爭。歐盟、美國和日本等都擁有完善而又十分嚴格的壓力設備用材料的市場準入制度,以保護其各自的金屬材料工業。對于沒有列入美國ASME規范的材料,要想出口美國用于建造壓力容器,需經過ASIM和ASME的嚴格評審,其申請需由用戶和材料生產企業共同提出,程序繁雜,周期很長(中國目前只有16MnR獲得批準);歐盟頒布的壓力設備指令(97/23/EC)規定,對于沒有列入歐洲協調標準的壓力設備用材料,由材料或設備制造商提出申請后,由指定機構負責檢測和審查,在征得壓力設備常設委員會的同意后,才能頒發壓力設備歐洲材料批準書;歐盟、美國和日本在限制材料進口方面的普遍做法是:嚴格的審查程序和在相關標準中規定很高的技術指標。通過對國外技術測定的嚴格可見,任何機械產品,材料的質量是重中之重。這點我們能不可能光從學習工程材料這一學科上得出,但是機械概論一書很好的做到了這一點。也就是說,工程概論學科在課程安排上很好的為學生指名當今機械制造方面的重點。

承接上面,我們從《機械工程概論》一書中材料篇章介入。本章的內容先對工程材料的分類做了介紹,而后細分,開始對各種材料的應用領域作指導。比如第五章第一節中(P98-99)就列出了材料應用方面的詳細列表——種類:普通地和晶結構鋼 牌號:9Mn2、10MnSiCu、16Mn、15MnTi 性能以及選用范圍:強度較高,塑性良好,具有焊接性和耐蝕性,用于建造橋梁、車輛、船舶、鍋爐、高壓容器、電視塔等。同樣的,把《工程材料》一書打開,它也同樣做了材料的初步分類。但是,最明顯的一點就是它僅僅列出了分類以及各種提取、冶煉、合成的技巧和原理,但是并沒有真正詳細說明哪種材料再現代機械制造當中是應用于哪個部分的。也就是說,光對比這兩本書來說,我可以這么判定:專業書只告訴怎么做和為什么,而機械工程概論負責告訴你做什么。不過,由于機械設計、制圖在機械工程專業上占有的比例仍然重大(姑且是比較我校對于機械工程學院中不同專業的劃分以及高考錄取分數線的不同來判斷,工業設計班數量以及錄取分數顯然高于同樣的農機班),而且比較其教科書而言也是同年所發課本當中最后的一本。不過很幸運的是,其中的內容也確確實實囊括的很豐富。技術有、國標有、強大的例圖實例也有——但是反觀“概論”,明顯的從章節數上看來就少。就此看來,大學在課本的安排上很好的體現了互補這一概念。

綜上,機械工程概論綜合了學生在大學所需要學習的關于機械工程各方面的知識。并且,對于學生如何將所學的不同專業課知識投入應用做出了教育和指導。并且,或許是為了減輕不必要的課程負擔,再結合了實際的大學課程內容,通過不同知識范疇的章節安排省去了已有的詳細教育部分(機械設計),同時在缺少重點與先進機械制造業趨勢相結合的科目上,融入了詳細的講解(如工程材料)。總的說來,機械工程概論就好比是學習機械工程的說明說一樣。最終,要想在機械工程專業上獲得相應創新成果、突破的話,少不了對總體系的了解。

【篇4】機械工程實踐對社會的影響

我對機械工程的認識

通過對于機械工程概論這么課程的學習,我對與機械工程也有了一個初步的認識。機械是人類生產和生活的基本要素之一,是人類物質文明最重要的組成部分。機械的發明是人類區別其他動物的一項主要標志,機械技術在整個技術體系中占有基礎和核心地位。機械技術與人類社會的歷史一樣是源遠流長,它對人類社會生產和經濟的發展起著及其重要的作用,是推動人類社會進步的重要因素。中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就十分輝煌,不僅對中國的物質文化和社會經濟的發展起到了重要的促進作用,而且對世界技術文明的進步做出了重大貢獻。機械工業是為國民經濟提供技術裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產業。國民經濟各部門生產技術的進步和經濟效益的高低,在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質量,機械工業的技術水平是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一。

制造是一個輸入輸出系統,其輸入是生產要素,輸出是具有離散特征的產品。這是“廣義”制造的概念。按照這樣的理解,制造應包括從市場分析、經營決策、工程設計、加工裝配、質量控制、銷售運輸直至售后服務的全過程。通常機械制造及制造過程被理解為從原材料的準備、運輸和保存,生產的準備,毛坯的制造,毛坯半成品經加工、熱處理成為零件,零件、部件經裝配后形成最終產品的具體操作過程,包括毛坯制作、零件加工、檢驗、裝配試驗、調試、噴漆、包裝運輸等,這是“狹義”制造的概念,按照這種理解方式,制造過程主要考慮企業內部生產過程中的物質流,而較少涉及生產過程中的信息流。在人類社會的發展中,制造技術不斷發展。從人類使用天然工具到制造工具,從簡單的手工制造到簡易機床的出現,人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術而努力。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。

機械工程學是以機構和機器為基本對象的科學,各類和各種不同機械均屬機械工程技術的范疇。機械的種類繁多,可根據部分機械在某些方面的類同特性或特征化分類別。如希羅將簡單機械分為五類:輪與軸,杠桿,滑車,尖劈,螺旋。按馬克思對機器系統的分類,機械可分為發動機、傳動機構和工作機。劉仙洲在《中國機械工程發明史(第一編)》中將機械分為七類,即:簡單機械、發動機或原動機、工作機、傳動機、儀表、僅用發動機原理的機械、發電機與電動機。

按機械的使用功能則可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等;按服務的產業可分為農業機械、礦山機械、紡織機械、運輸機械和化工機械等;按工作原理又可分為熱力機械、流體機械、往復機械和仿生機械等。

從動態觀點看,機械工程又是一個技術過程。它包含了人類的主要技術活動:(1)發明與革新;(2)設計與測試;(3)制造(加工與制作)(4)使用與維修。因此各種機械的發明、設計、加工與制造以及使用與維修均屬機械工程技術的范疇。發明和設計包含了更多的智力因素和思想與知識內涵。制造和使用則包含了更多的體力因素和經驗與實踐的內容。機械加工與制作的對象以及加工制作過程無疑屬于機械工程技術的基本內容,因此,某些通過機械加工獲得的技術產品,盡管不能看作是機構和機器,也常常被認為屬于機械工程的范疇。

機械制造業是否已成為“夕陽工業”答案是完全否定的。歷史證明,哪個國家忽視機械制造業的發展,都必然影響其國民經濟的發展,受到歷史的懲罰。美國在“二戰”后,機械制造業是世界最先進的,工業產品大量出口成為工業的霸主。但是,70年代以后,美國忽視了機械制造業的提高與發展,工業生產走下坡路,不僅出口銳減,而且還需大量進口國外工業產品。例如汽車工業,美國過去是汽車出口國,但1987年進口汽車在美國銷售量達到31%;1967~1987年的20年間,汽車貿易逆差達600億美元。微電子工業是美國創造的,但到1987年,美國的半導體生產只占世界總產量的40%,某些重要的集成電路,日本產品已占世界市場的75%。電視機、錄像機等家用電器也是美國先發展的,但現在美國市場都被日本等國外產品所占領。

美國關于工業競爭的總統委員會的報告中,檢討“美國在重要而又高速增長的技術市場中失利的一個重要因素,是沒有把自己的技術應用到制造業上”。美國麻省理工學院(MIT)的16位教授對美國工業的衰退問題進行了系統調查研究,寫成《美國制造業的衰退及對策——奪回生產優勢》(美國1990年十大暢銷書之一),指出必須重視發展機械制造工業。最近美國、日本、德國等工業發達國家都把發展先進制造技術列為工業、科技的重點發展技術。由于近年來美國對機械工業的重視,汽車、機床、微電子工業等又獲得較大發展。

美國知識經濟的發展應該說是走在世界各國的前面,但由于已接受歷史教訓,美國在目前知識經濟條件下,仍然十分重視對傳統制造業的調整和改造,積極發展先進制造技術。其實,正如工業革命到來并未導致農業的消亡一樣,知識經濟的興起也決不會導致工業(包括制造業)的消失,而是對傳統工業或制造業進行更加合理地調整和改造,使之成為高、新技術產業,以適應知識經濟的形勢和需要。80年代中期以來,以CIMS(計算機集成制造系統)為標志的綜合生產自動化,日漸成為制造工業的熱點。CIMS是在自動化技術、信息技術、現代管理技術以及制造技術的基礎上,通過計算機網絡及其數據庫技術,將制造企業全部生產活動有關的信息集成起來,并適應多品種、中小批量生產的總體高效率、高柔性的制造系統。CIMS是一種管理企業及生產的新的哲理,是在新的生產組織原理和概念指導下形成的一種新型生產模式,是從系統工程的整體優化觀點出發,通盤考慮市場需求、企業經營目標、技術支撐條件和人的因素,以達到全局性的優化目的。在目前知識經濟條件下,CIMS已成為現代制造業的典型代表,許多發達國家以此作為本國制造業的發展戰略。

在歐美各國和日本的各項高技術發展計劃中,CIMS都是優先發展的關鍵項目之一,它必將成為21世紀占主導地位的新型生產方式。現代機械制造業發展趨勢鑒于劇烈的市場競爭和發展尖端國防工業的急需,對提高加工生產技術提出了迫切的要求。因此,現在世界各國都把發展先進制造技術放在發展國民經濟中的極重要的位置,投入大量人力物力進行這方面的開發研究和生產技術的更新發展。在知識經濟時代,仍然不可忽視機械制造業的發展,而應在知識經濟條件下,對傳統工業或制造業進行調整和改造,形成現代先進制造技術,以適應知識經濟的形勢和需要。

經過50多年的發展,機械工業已經成為我國工業中具有相當規模和一定技術基礎的最大產業之一。2008年我國機械工業總產值達90740億元,其中工業增加值超過2.2萬億元。2008年重要機械產品產量再創歷史新高。在列入快報統計的109種主要產品中,創歷史新高的有75種,占全部品種的68.8%。其中,大中型拖拉機產量超21萬臺,同比增長12.8%;發電設備產量超過1.3億千瓦,再創歷史新高;汽車全年累計生產934.55萬輛,銷售938.05萬輛,分別增長5.14%和6.70%。2008年我國機械產品進出口總值達4373億美元,同比增長20.91%;其中出口2425億美元,增長25.7%,外貿順差477億美元,比上年凈增235億美元,增長97.46%。2008年我國機械產品自給率已超過80%,對全國工業產值、利潤增長的貢獻率分別達18.49%和63.93%,對全國外貿出口增長的貢獻率達23.55%,較好地發揮了支柱產業的作用,為國民經濟發展和建設做出了應有貢獻。

盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高,但與工業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要問題在于:

 1.科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%,先進國家高達70%以上。

2.產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后,是制約機械產品水平的主要因素。

3.機械產品技術水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%,達到80年代中期國際水平的占27%,其余產品均在80年代以前的水平線上。

從總體上看,機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱,發展后勁不足;技術來源主要依靠引進國外技術,對國外技術的依存度較高,對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上,沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。

隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。

一、先進制造技術的特點

(一)是面向21世紀的技術

先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。

(二)是面向工業應用的技術

先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。

(三)是駕馭生產過程的系統工程

先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。

(四)是面向全球競爭的技術

20世紀 80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展, 發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。

(五)是市場競爭三要素的統一

在20世紀 70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。

二、我國先進機械制造技術的發展趨勢

(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現

( 二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程 、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。

三、我國機械自動化的現狀

機械自動化技術從上個世紀20年代開始發展應用以來,已經得到了迅速的發展,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用了計算機集成制造系統,大大加快了機械自動化的發展,但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前,世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外,大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外,我國的產業結構層次低。我國機械制造業目前有11.4萬個企業,發展很不平衡,有大量落后于現代水準的產業,大部分企業還比較落后,手工勞動占有相當的比重,我國能獨立開發現代機械自動化技術的企業可以說沒有;我國機械制造業企業中自動化裝備少、水準低,不僅在數量上同世界先進國家有較大差距,而且在品種上、質量上、使用上,同世界先進水準也存在階段性差距。實現我國機械自動化技術是一個長期的過程,不可能一蹴而就。需要循序漸進,不斷努力,創造條件,向自動化的高級理想階段邁進。當前,我國還處在社會主義初級階段,經濟、財力、生產力水準、國民素質等,與世界主要國家的差距是很大的;我國有豐富的勞動力資源,每年城鎮新增就業人口達兩千多萬,且今后每年的就業人數還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產率,勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現實問題。

 四、我國機械自動化發展之路探索

(一)結合生產實際發展機械自動化技術

先進制造技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術,應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產,才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發展機械自動化技術,應結合實際,注重實用,即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法,全年生產任務只需1~2個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正,對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益,而不單純是速度。國產造型生產線因產品質量差、可靠性低、實用性差,開工率一般僅在50%~60%。而能在生產中長期服役的主力生產線很少,像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業績的線更是鳳毛麟角。這種現象不屬偶然或局部,而是帶有普遍性。據調查,我國引進的弧焊機器人,完全正常運轉、充分發揮效益的只占1/3;另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態;還有1/3不能正常使用,直接影響了用戶使用更多機器人的信心。

(二)發展投資少、見效快的低成本自動化技術

發展低成本自動化技術,潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果,適合我國現階段的發展需要和國情。美國麻省理工學院提出的精節生產LP模式,就是以最小的投入,取得最大的產出的具體表現。日本豐田公司采用適時生產JIT、全面質量管理TQC和成組技術GT、彈性作業人數和尊重人性為支柱的精節生產方式,使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOA Data機工廠的組裝車間內擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產線,它并不完全由自動化設備組成,中間穿插著借助計算機指導的人工參與,將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起,從而使這種生產線的造價較低,同時卻具有柔性制造系統的性能。實際上精節生產本身就意味著從國情和企業實際情況出發,借鑒國外發展機械制造業低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業各企業有大量的通用設備,在發展現代機械自動化技術時,若以原有的設備為主,合理調整機床布局,添加少量的數控設備,引入CAD/CAM技術,就能充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性,共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統,為我國機械制造業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑。

(三)注重配套發展機械自動化技術

現代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下,對生產的物流和人的作用進行綜合的研究,涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發展機械自動化技術,必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化,廣泛采用程序數控機床,以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統等。發展應用機械自動化技術,要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作,既要發展主機,也要配套發展自動化元件及控制系統。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等,這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。

制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。

在當今知識經濟時代,創新和發明是知識經濟的靈魂。我們青年一代,有能力,也有責任振興我國的機械制造業,為國民經濟的發展做出貢獻,也為自己的人生交一份完滿的答卷。

參考文獻:

1 楊建偉 試析當今機械技術的發展現狀

2 張偉津 淺論自動化技術及其在我國的發展

3 馮立升 關于中國機械工程技術研究的若干問題

4 馬曉春 我國現代機械制造技術的發展趨勢 

5 J. Needham Science and Civilization in China

6 Mechanical Engineering合同管理制度

1 范圍

本標準規定了龍騰公司合同管理工作的管理機構、職責、合同的授權委托、洽談、承辦、會簽、訂閱、履行和變更、終止及爭議處理和合同管理的處罰、獎勵;

本標準適用于龍騰公司項目建設期間的各類合同管理工作,廠內各類合同的管理,廠內所屬各具法人資格的部門,參照本標準執行。

2 規范性引用

《中華人民共和國合同法》

《龍騰公司合同管理辦法》

3 定義、符號、縮略語

4 職責

4.1 總經理:龍騰公司經營管理的法定代表人。負責對廠內各類合同管理工作實行統一領導。以法人代表名義或授權委托他人簽訂各類合法合同,并對電廠負責。

4.2 工程部:是發電廠建設施工安裝等工程合同簽訂管理部門;負責簽訂管理基建、安裝、人工技術的工程合同。

4.3 經營部:是合同簽訂管理部門,負責管理設備、材料、物資的訂購合同。

4.5 合同管理部門履行以下職責:

4.5.1 建立健全合同管理辦法并逐步完善規范;

4.5.2 參與合同的洽談、起草、審查、簽約、變更、解除以及合同的簽證、公證、調解、訴訟等活動,全程跟蹤和檢查合同的履行質量;

4.5.3 審查、登記合同對方單位代表資格及單位資質,包括營業執照、經營范圍、技術裝備、信譽、越區域經營許可等證件及履約能力(必要時要求對方提供擔保),檢查合同的履行情況;

4.5.4 保管法人代表授權委托書、合同專用章,并按編號歸口使用;

4.5.5 建立合同管理臺帳,對合同文本資料進行編號統計管理;

4.5.6 組織對法規、制度的學習和貫徹執行,定期向有關領導和部門報告工作;

4.5.7 在總經理領導下,做好合同管理的其他工作,

4.6 工程技術部:專職合同管理員及材料、燃料供應部兼職合同管理員履行以下職責:

4.6.1 在主任領導下,做好本部門負責的各項合同的管理工作,負責保管“法人授權委托書”;

4.6.2 簽訂合同時,檢查對方的有關證件,對合同文本內容依照法規進行檢查,檢查合同標的數量、金額、日期、地點、質量要求、安全責任、違約責任是否明確,并提出補充及修改意見。重大問題應及時向有關領導報告,提出解決方案

4.6.3 對專業對口的合同統一編號、登記、建立臺帳,分類整理歸檔。對合同承辦部門提供相關法規咨詢和日常協作服務工作;

4.6.4 工程技術部專職合同管理員負責收集整理各類合同,建立合同統計臺帳,并負責

【篇5】機械工程實踐對社會的影響

我對機械工程的認識


通過對于機械工程概論這么課程的學習,我對與機械工程也有了一個初步的認識。機械是人類生產和生活的基本要素之一,是人類物質文明最重要的組成部分。機械的發明是人類區別其他動物的一項主要標志,機械技術在整個技術體系中占有基礎和核心地位。機械技術與人類社會的歷史一樣是源遠流長,它對人類社會生產和經濟的發展起著及其重要的作用,是推動人類社會進步的重要因素。中國的機械工程技術不但歷史悠久,而且成就十分輝煌,不僅對中國的物質文化和社會經濟的發展起到了重要的促進作用,而且對世界技術文明的進步做出了重大貢獻。機械工業是為國民經濟提供技術裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產業。國民經濟各部門生產技術的進步和經濟效益的高低,在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質量,機械工業的技術水平是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一。
制造是一個輸入輸出系統,其輸入是生產要素,輸出是具有離散特征的產品。這是“廣義”制造的概念。按照這樣的理解,制造應包括從市場分析、經營決策、工程設計、加工裝配、質量控制、銷售運輸直至售后服務的全過程。通常機械制造及制造過程被理解為從原材料的準備、運輸和保存,生產的準備,毛坯的制造,毛坯半成品經加工、熱處理成為零件,零件、部件經裝配后形成最終產品的具體操作過程,包括毛坯制作、零件加工、檢驗、裝配試驗、調試、噴漆、包裝運輸等,這是“狹義”制造的概念,按照這種理解方式,制造過程主要考慮企業內部生產過程中的物質流,而較少涉及生產過程中的信息流。在人類社會的發展中,制造技術不斷發展。從人類使用天然工具到制造工具,從簡單的手工制造到簡易機床的出現,人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術而努力。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
機械工程學是以機構和機器為基本對象的科學,各類和各種不同機械均屬機械工程技術的范疇。機械的種類繁多,可根據部分機械在某些方面的類同特性或特征化分類別。如希羅將簡單機械分為五類:輪與軸,杠桿,滑車,尖劈,螺旋。按馬克思對機器系統的分類,機械可分為發動機、傳動機構和工作機。劉仙洲在《中國機械工程發明史(第一編)》中將機械分為七類,即:簡單機械、發動機或原動機、工作機、傳動機、儀表、僅用發動機原理的機械、發電機與電動機。
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按機械的使用功能則可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等;按服務的產業可分為農業機械、礦山機械、紡織機械、運輸機械和化工機械等;按工作原理又可分為熱力機械、流體機械、往復機械和仿生機械等。
從動態觀點看,機械工程又是一個技術過程。它包含了人類的主要技術活動:(1)發明與革新;(2)設計與測試;(3)制造(加工與制作)(4)使用與維修。因此各種機械的發明、設計、加工與制造以及使用與維修均屬機械工程技術的范疇。發明和設計包含了更多的智力因素和思想與知識內涵。制造和使用則包含了更多的體力因素和經驗與實踐的內容。機械加工與制作的對象以及加工制作過程無疑屬于機械工程技術的基本內容,因此,某些通過機械加工獲得的技術產品,盡管不能看作是機構和機器,也常常被認為屬于機械工程的范疇。
機械制造業是否已成為“夕陽工業”答案是完全否定的。歷史證明,哪個國家忽視機械制造業的發展,都必然影響其國民經濟的發展,受到歷史的懲罰。美國在“二戰”后,機械制造業是世界最先進的,工業產品大量出口成為工業的霸主。但是,70年代以后,美國忽視了機械制造業的提高與發展,工業生產走下坡路,不僅出口銳減,而且還需大量進口國外工業產品。例如汽車工業,美國過去是汽車出口國,但1987年進口汽車在美國銷售量達到31%;1967~1987年的20年間,汽車貿易逆差達600億美元。微電子工業是美國創造的,但到1987年,美國的半導體生產只占世界總產量的40%,某些重要的集成電路,日本產品已占世界市場的75%。電視機、錄像機等家用電器也是美國先發展的,但現在美國市場都被日本等國外產品所占領。
美國關于工業競爭的總統委員會的報告中,檢討“美國在重要而又高速增長的技術市場中失利的一個重要因素,是沒有把自己的技術應用到制造業上”。美國麻省理工學院(MIT)的16位教授對美國工業的衰退問題進行了系統調查研究,寫成《美國制造業的衰退及對策——奪回生產優勢》(美國1990年十大暢銷書之一),指出必須重視發展機械制造工業。最近美國、日本、德國等工業發達國家都把發展先進制造技術列為工業、科技的重點發展技術。由于近年來美國對機械工業的重視,汽車、機床、微電子工業等又獲得較大發展。
美國知識經濟的發展應該說是走在世界各國的前面,但由于已接受歷史教訓,美國在目前知識經濟條件下,仍然十分重視對傳統制造業的調整和改造,積極發展先進制造技術。其實,正如工業革命到來并未導致農業的消亡一樣,知識經濟的興起也決不會導致工業(包括制造業)的消失,而是對傳統工業或制造業進行更加合理地調整和改造,使之成為高、新技術產業,以適應知識經濟的形勢和需要。80年代中期以來,以CIMS(計算機集成制造系統)為標志的綜合生產自動化,日漸成為制造工業的熱點。CIMS是在自動化技術、信息
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技術、現代管理技術以及制造技術的基礎上,通過計算機網絡及其數據庫技術,將制造企業全部生產活動有關的信息集成起來,并適應多品種、中小批量生產的總體高效率、高柔性的制造系統。CIMS是一種管理企業及生產的新的哲理,是在新的生產組織原理和概念指導下形成的一種新型生產模式,是從系統工程的整體優化觀點出發,通盤考慮市場需求、企業經營目標、技術支撐條件和人的因素,以達到全局性的優化目的。在目前知識經濟條件下,CIMS已成為現代制造業的典型代表,許多發達國家以此作為本國制造業的發展戰略。
在歐美各國和日本的各項高技術發展計劃中,CIMS都是優先發展的關鍵項目之一,它必將成為21世紀占主導地位的新型生產方式。現代機械制造業發展趨勢鑒于劇烈的市場競爭和發展尖端國防工業的急需,對提高加工生產技術提出了迫切的要求。因此,現在世界各國都把發展先進制造技術放在發展國民經濟中的極重要的位置,投入大量人力物力進行這方面的開發研究和生產技術的更新發展。在知識經濟時代,仍然不可忽視機械制造業的發展,而應在知識經濟條件下,對傳統工業或制造業進行調整和改造,形成現代先進制造技術,以適應知識經濟的形勢和需要。
經過50多年的發展,機械工業已經成為我國工業中具有相當規模和一定技術基礎的最大產業之一。2008年我國機械工業總產值達90740億元,其中工業增加值超過2.2萬億元。2008年重要機械產品產量再創歷史新高。在列入快報統計的109種主要產品中,創歷史新高的有75種,占全部品種的68.8%。其中,大中型拖拉機產量超21萬臺,同比增長12.8%;發電設備產量超過1.3億千瓦,再創歷史新高;汽車全年累計生產934.55萬輛,銷售938.05萬輛,分別增長5.14%和6.70%。2008年我國機械產品進出口總值達4373億美元,同比增長20.91%;其中出口2425億美元,增長25.7%,外貿順差477億美元,比上年凈增235億美元,增長97.46%。2008年我國機械產品自給率已超過80%,對全國工業產值、利潤增長的貢獻率分別達18.49%和63.93%,對全國外貿出口增長的貢獻率達23.55%,較好地發揮了支柱產業的作用,為國民經濟發展和建設做出了應有貢獻。
盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高,但與工業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要問題在于:
1.科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%,先進國家高達70%以上。2.產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后,是制約機械產品水平的主要因素。
3.機械產品技術水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%,達到80年代中期國際水平的占27%,其余產品均在80年代以前的水平線上。
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從總體上看,機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱,發展后勁不足;技術來源主要依靠引進國外技術,對國外技術的依存度較高,對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上,沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。
隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
一、先進制造技術的特點(一)是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
(二)是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(三)是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(四)是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
(五)是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、
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成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現
(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
三、我國機械自動化的現狀
機械自動化技術從上個世紀20年代開始發展應用以來,已經得到了迅速的發展,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用了計算機集成制造系統,大大加快了機械自動化的發展,但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前,世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外,大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外,我國的產業
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結構層次低。我國機械制造業目前有11.4萬個企業,發展很不平衡,有大量落后于現代水準的產業,大部分企業還比較落后,手工勞動占有相當的比重,我國能獨立開發現代機械自動化技術的企業可以說沒有;我國機械制造業企業中自動化裝備少、水準低,不僅在數量上同世界先進國家有較大差距,而且在品種上、質量上、使用上,同世界先進水準也存在階段性差距。實現我國機械自動化技術是一個長期的過程,不可能一蹴而就。需要循序漸進,不斷努力,創造條件,向自動化的高級理想階段邁進。當前,我國還處在社會主義初級階段,經濟、財力、生產力水準、國民素質等,與世界主要國家的差距是很大的;我國有豐富的勞動力資源,每年城鎮新增就業人口達兩千多萬,且今后每年的就業人數還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產率,勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現實問題。
四、我國機械自動化發展之路探索(一)結合生產實際發展機械自動化技術
先進制造技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術,應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產,才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發展機械自動化技術,應結合實際,注重實用,即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法,全年生產任務只需1~2個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正,對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益,而不單純是速度。國產造型生產線因產品質量差、可靠性低、實用性差,開工率一般僅在50%~60%。而能在生產中長期服役的主力生產線很少,像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業績的線更是鳳毛麟角。這種現象不屬偶然或局部,而是帶有普遍性。據調查,我國引進的弧焊機器人,完全正常運轉、充分發揮效益的只占1/3;另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態;還有1/3不能正常使用,直接影響了用戶使用更多機器人的信心。
(二)發展投資少、見效快的低成本自動化技術
發展低成本自動化技術,潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果,適合我國現階段的發展需要和國情。美國麻省理工學院提出的精節生產LP模式,就是以最小的投入,取得最大的產出的具體表現。日本豐田公司采用適時生產JIT、全面質量管理TQC和成組技術GT、彈性作業人數和尊重人性為支柱的精節生產方式,使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOAData機工廠的組裝車間內擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產線,它并不完全由自動化設備組成,中間穿插著借助計算機指導的人工參與,將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起,從而使這
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種生產線的造價較低,同時卻具有柔性制造系統的性能。實際上精節生產本身就意味著從國情和企業實際情況出發,借鑒國外發展機械制造業低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業各企業有大量的通用設備,在發展現代機械自動化技術時,若以原有的設備為主,合理調整機床布局,添加少量的數控設備,引入CAD/CAM技術,就能充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性,共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統,為我國機械制造業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑。
(三)注重配套發展機械自動化技術
現代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下,對生產的物流和人的作用進行綜合的研究,涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發展機械自動化技術,必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化,廣泛采用程序數控機床,以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統等。發展應用機械自動化技術,要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作,既要發展主機,也要配套發展自動化元件及控制系統。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等,這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
在當今知識經濟時代,創新和發明是知識經濟的靈魂。我們青年一代,有能力,也有責任振興我國的機械制造業,為國民經濟的發展做出貢獻,也為自己的人生交一份完滿的答卷。

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