機(jī)械學(xué)科導(dǎo)論論文

1、1 首先，什么是機(jī)械工程呢？ 機(jī)械工程是一門涉及利用物理定律等為機(jī)械系統(tǒng)作分析、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及維修的工程學(xué)科。機(jī)械工程是以相關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合生活生產(chǎn)實(shí)踐中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研究和解決在開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)用和修理各種機(jī)械中的全部理論和實(shí)際問題的應(yīng)用學(xué)科。機(jī)械工程學(xué)科是隨著機(jī)械的發(fā)明與改進(jìn)，隨著機(jī)械工業(yè)的興起與發(fā)展而誕生和發(fā)展的。因此，論述機(jī)械工程學(xué)科的發(fā)展，必須先回溯和論述自遠(yuǎn)古到當(dāng)代機(jī)械的發(fā)明與改進(jìn)的過程；還必須回溯與論述世界機(jī)械工業(yè)的發(fā)展過程。2 歷史發(fā)展概況在人類歷史上，機(jī)械的發(fā)展可以劃分為三個(gè)時(shí)代：古代、近代和當(dāng)代。2.1 古代發(fā)展古代一般指從青銅時(shí)代開始到公元14

2、16世紀(jì)的歐洲文藝復(fù)興遠(yuǎn)動(dòng)之間的6000余年的歷史時(shí)代。根據(jù)人類制造工具的材料，古代人類使用工具的歷史一般可以分為石器時(shí)代（Stone Age）、銅器時(shí)代（Bronze Age）和鐵器時(shí)代（Iron Age）。人類從使用工具到制造使用簡(jiǎn)單機(jī)械的時(shí)間，大體上與進(jìn)入銅器時(shí)代（Bronze Age）的時(shí)間差不多。從制造工藝過程上看：對(duì)勞動(dòng)總的原始人而言，手是執(zhí)行裝置，用以操作生產(chǎn)工具；感覺器官是檢測(cè)裝置，感受著制造過程中的各種信息；人腦是中樞控制裝置，對(duì)所獲得的信息進(jìn)行分析、比較，做出判斷和決策，如圖2-1所示。古代機(jī)械從總體上來講，機(jī)械發(fā)展緩慢。從純技術(shù)的角度來看，沒有更先進(jìn)的動(dòng)力是原因之一。 干

3、 擾人腦 人體（手、足）加工對(duì)象需求 產(chǎn)品 人的感官 圖2-1 原始制造工藝系統(tǒng)2.2 近代發(fā)展近代大體上是指從文藝復(fù)興到第二次工業(yè)革命結(jié)束的時(shí)代。文藝復(fù)興后，在17世紀(jì)出現(xiàn)了以經(jīng)典力學(xué)的建立為相關(guān)代表的近代第一次科學(xué)革命。歐洲在1819世紀(jì)發(fā)生了兩次工業(yè)革命，以解決動(dòng)力缺乏的核心問題。第一次工業(yè)革命使世界進(jìn)入了蒸汽時(shí)代，強(qiáng)大新動(dòng)力的出現(xiàn)，極大的推動(dòng)了新機(jī)器的發(fā)明和機(jī)械的廣泛使用。第二次工業(yè)革命使世界進(jìn)入了電氣時(shí)代，發(fā)明了汽車和飛機(jī)。能源與科技的發(fā)展，直接解放了人的體力，也加快了機(jī)器的工作速度和強(qiáng)度，使其達(dá)到了以人的體力作為動(dòng)力時(shí)不可比擬的程度。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了取代人的直接工具器官的各種檢測(cè)

4、工具，如圖2-2所示。機(jī)械工程，從分散性、主要依靠匠人們個(gè)人的才智的一種技藝，逐步發(fā)展為有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和具有獨(dú)立性的近代機(jī)械工程學(xué)科。 干 干 加工 對(duì)象 加工 設(shè)備人腦 擾 擾 需求 產(chǎn)品 檢測(cè)工具 圖2-2 動(dòng)力機(jī)械、加工設(shè)備的出現(xiàn)所引發(fā)的制造的變革2.3 當(dāng)代發(fā)展當(dāng)代是指從19世紀(jì)末的新物理學(xué)革命以來，第二次世界大戰(zhàn)以后，計(jì)算機(jī)的發(fā)明和廣泛使用激起了第三次技術(shù)革命。20世紀(jì)，電氣技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化檢測(cè)裝置等相續(xù)發(fā)展。20世紀(jì)中后期，微電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與應(yīng)用，給人類提供了強(qiáng)大的技術(shù)手段。使制造進(jìn)一步發(fā)展變革，如圖2-3所示。 干 干加工對(duì)象自動(dòng)化加工設(shè)備 擾 擾計(jì)算機(jī)

5、 需求 產(chǎn)品 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 圖2-3自動(dòng)化裝置與計(jì)算機(jī)的應(yīng)用所引起的制造的變革隨著人們的生活水平的提高，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能需求更高、更全面。同時(shí)，人類探索未知世界的活動(dòng)以更大規(guī)模展開。這兩方面的需求推動(dòng)著機(jī)械科學(xué)與機(jī)械工業(yè)以空前的速度進(jìn)一步的發(fā)展起來。當(dāng)代機(jī)械工業(yè)形成，學(xué)科內(nèi)容的廣度與深度都遠(yuǎn)不是近代機(jī)械工程學(xué)科所能比擬的。3 機(jī)械工程未來的發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)路線圖對(duì)未來20年機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)行的預(yù)測(cè)與展望，面向2030年機(jī)械關(guān)系技術(shù)發(fā)展有五大發(fā)展趨勢(shì)。其分別包括：綠色、智能、超常、融合、服務(wù)。下面我講分別對(duì)這五大發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行逐一論述：3.1 綠色3.1.1 發(fā)展綠色工程機(jī)械產(chǎn)品的必要性

6、、緊迫性 提到綠色產(chǎn)品人們更多的會(huì)想到綠色食品、綠色家電產(chǎn)品、綠色農(nóng)業(yè)等。綠色工程機(jī)械產(chǎn)品還遠(yuǎn)沒有讓國(guó)人引起高度重視。但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展和國(guó)家大型工程項(xiàng)目的逐步開工，工程機(jī)械種類和數(shù)量不斷增加，大量工程機(jī)械所消耗的資源、排放的污染對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了難以估量的負(fù)荷。 “綠色”是從環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中引用來的。人類社會(huì)的發(fā)展必將走向人類社會(huì)與自然界的和諧。人與人類社會(huì)本質(zhì)上也是自然世界的一個(gè)部分，部分不能脫離整體，更不能對(duì)抗與破環(huán)整體。因此，人類必須從各方面促使人與人類社會(huì)同自然界和諧一致，制造技術(shù)也不能例外。為保護(hù)人類十分寶貴且有限的資源，實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展，提高操作人員的安全性及工作舒適性，努力

7、達(dá)到人、機(jī)和環(huán)境的親和，可以預(yù)見開發(fā)研制環(huán)保節(jié)能的綠色工程機(jī)械產(chǎn)品將是今后工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)的主流。人類面對(duì)環(huán)境、生態(tài)和資源的危機(jī)，必須實(shí)行可持續(xù)發(fā)展策略，開發(fā)綠色產(chǎn)品，推行綠色制造。目前國(guó)務(wù)院已把“環(huán)?？萍及l(fā)展規(guī)劃”和“再制造的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃，從而為綠色工程機(jī)械產(chǎn)品研制提供了重要的政策依據(jù)。綠色工程機(jī)械產(chǎn)品符合可持續(xù)發(fā)展的要求，是社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志，也是科技發(fā)展的必然趨勢(shì)。實(shí)踐證明，誰起步早、實(shí)施快，誰就能把握產(chǎn)品研發(fā)的主動(dòng)權(quán)。發(fā)展綠色工程機(jī)械產(chǎn)品必須使工程技術(shù)人員，特別是企業(yè)決策者，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到綠色設(shè)計(jì)的必要性和緊迫性。從發(fā)展的戰(zhàn)略角度看，綠色工程機(jī)械產(chǎn)品將會(huì)給企業(yè)及其

8、產(chǎn)品樹立良好形象，并最終帶來不可估量的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。3.1.2 綠色工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)綠色工程機(jī)械產(chǎn)品首先體現(xiàn)在綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)的含義就是在產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期內(nèi)(包括設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售、使用或消費(fèi)、廢棄處理)，著重考慮環(huán)境屬性，即將產(chǎn)品自然資源的利用、對(duì)環(huán)境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性等作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，并行地考慮保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量等。綠色設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮2方面的內(nèi)容:一是產(chǎn)品本身的綠色設(shè)計(jì)。采用綠色材料，實(shí)現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，提高產(chǎn)品的可拆卸性，便于產(chǎn)品的回收和重復(fù)使用，在產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的再循環(huán)利用。二

9、是減少?gòu)U氣、廢水、噪聲的排放，降低制造、使用過程的資源消耗，加強(qiáng)工程機(jī)械產(chǎn)品對(duì)能源的綜合利用效率，滿足工程機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用過程中不給社會(huì)帶來危害的社會(huì)要求。3.1.3 應(yīng)用、開發(fā)新的動(dòng)力能源機(jī)械工程動(dòng)力源大多為柴油機(jī)，在空氣流通不暢的井巷和隧道施工中，各種有害氣體和微粒的排放對(duì)環(huán)境污染更嚴(yán)重。綠色設(shè)計(jì)從根本上是倡導(dǎo)研制、開發(fā)新的清潔能源。如電動(dòng)叉車，從環(huán)保角度看，明顯優(yōu)于內(nèi)燃叉車。在成功研制體積小、電量足、行駛里程長(zhǎng)、充電時(shí)間短、可靠性高的新型電池，掌握剩余電量顯示等技術(shù)后，電力作為工程機(jī)械的動(dòng)力源是發(fā)展方向，同時(shí)有廣闊的應(yīng)用前景。目前我國(guó)在純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和混合動(dòng)力汽車的技術(shù)研發(fā)

10、已取得突破性進(jìn)展，已進(jìn)人實(shí)施產(chǎn)品化工程(安全性、可靠性、耐久性、舒適性、降低成本)階段。工程機(jī)械可以借鑒新能源在汽車研發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)，花大力氣去研究天然氣、液化石油氣和天然氣-柴油混用的雙燃料清潔能源在各種工程機(jī)械上的應(yīng)用問題(包括改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的某些結(jié)構(gòu)，解決充氣設(shè)施和相關(guān)技術(shù)等等)，解決污染嚴(yán)重且日益匾乏的燃油能源問題。3.1.4 應(yīng)用綠色制造工藝、回收與再制造工程機(jī)械綠色再制造應(yīng)以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標(biāo)，以先進(jìn)再制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段來修復(fù)、改造并以高新技術(shù)提升即將報(bào)廢產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)。工程機(jī)械回收與再制造交點(diǎn)是節(jié)能、資源利用最大化、環(huán)保的再制造技術(shù)，是集先進(jìn)高能

11、束技術(shù)、先進(jìn)數(shù)控和計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、光電檢測(cè)控制技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)。是企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略需要，同時(shí)整體提升工程機(jī)械行業(yè)各機(jī)型的清潔化、節(jié)能化、人性化和綠色再制造的技術(shù)水平，有利于擴(kuò)大產(chǎn)品出口，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。工程機(jī)械主要應(yīng)從發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作裝置等方面施實(shí)再制造。制定具體的零部件拆卸、清洗、回收處理方案、回收處理工藝、回收物流管理、失效預(yù)測(cè)、失效機(jī)理、壽命預(yù)測(cè)等再制造工藝流程。如圖1所示： 3.1.5 發(fā)展前景目前，產(chǎn)品綠色化已成為世界進(jìn)步和發(fā)展的必然潮流，綠色技術(shù)是解決資源和環(huán)境問題的最佳途徑。工程機(jī)械面臨綠色的挑戰(zhàn)，理應(yīng)順應(yīng)時(shí)代潮流，推廣綠色技術(shù)，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使工程機(jī)械獲得更大的發(fā)展。3.2 智能：3.2.1 信息技術(shù)的巨大作用 21世紀(jì)，基于知識(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理將成為知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，是制造科學(xué)與技術(shù)