機(jī)械工程學(xué)科前沿綜述

機(jī)械工程學(xué)科前沿綜述1引論總的來說，機(jī)械工程是一門與機(jī)械和動(dòng)力生產(chǎn)有關(guān)的工程學(xué)科，它以有關(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。我國(guó)機(jī)械工程學(xué)科包含以下幾個(gè)方面機(jī)械制造及其自動(dòng)化機(jī)械電子工程機(jī)械設(shè)計(jì)及理論車輛工程和仿生技術(shù)。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，無不需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械；研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械；研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械；研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械；研制和提供各種機(jī)械武器。傳統(tǒng)機(jī)械的發(fā)展經(jīng)歷了從制造簡(jiǎn)單工具到制造由多個(gè)零件、部件組成的現(xiàn)代機(jī)械的漫長(zhǎng)過程。機(jī)械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。隨著世界的進(jìn)步、國(guó)家的需求和學(xué)科的發(fā)展，機(jī)械工程科學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)了以下顯著特點(diǎn)和趨勢(shì)：一方面，高技術(shù)領(lǐng)域如光電子、微納系統(tǒng)、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、重大工程等的發(fā)展，要求機(jī)械與制造科學(xué)向這些領(lǐng)域提供更多更好的新理論、新方法和新技術(shù)，因而出現(xiàn)和發(fā)展著微納制造、仿生及生物制造、微電子制造等制造科學(xué)新領(lǐng)域；另一方面，隨著機(jī)械與制造科學(xué)與信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)、納米科學(xué)技術(shù)的交叉，除了推動(dòng)著機(jī)構(gòu)學(xué)、摩擦學(xué)、動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)、傳動(dòng)學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)的發(fā)展外，還產(chǎn)生和發(fā)展著仿生機(jī)械學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造信息學(xué)、制造管理學(xué)等新的。交叉科學(xué)。在未來的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。2機(jī)械工程學(xué)科在具體層面的發(fā)展2.1在機(jī)械加工技術(shù)層面的發(fā)展一般來言，機(jī)械加工包括鑄造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機(jī)械裝備的供應(yīng)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法（零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等）的形成。20世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是：（1）不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對(duì)手工技藝的依賴；（2）發(fā)展少無切削加工工藝；（3）提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化程度。自動(dòng)化從機(jī)械控制的自動(dòng)化發(fā)展到電氣控制的自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)程序控制的完全自動(dòng)化，直至無人車間和無人工廠；（4）利用數(shù)字控制機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；（5）研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。21世紀(jì)，世界機(jī)械工業(yè)進(jìn)入前所未有的高速發(fā)展階段，對(duì)比其他行業(yè)，機(jī)械工業(yè)發(fā)展具有以下7大特征：（1）地位基礎(chǔ)化。發(fā)達(dá)國(guó)家重視裝備制造業(yè)的發(fā)展，不僅在本國(guó)工業(yè)中所占比重、積累、就業(yè)、貢獻(xiàn)均占前列，更在于裝備制造業(yè)為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)不可缺少的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，即使是邁進(jìn)“信息化社會(huì)”的工業(yè)化國(guó)家，也無不高度重視機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。（2）經(jīng)濟(jì)規(guī)?；Ｈ蚧囊?guī)模生產(chǎn)已經(jīng)成為各大跨國(guó)公司發(fā)展的主流。在不斷聯(lián)合重組，擴(kuò)張競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的同時(shí)，各大企業(yè)業(yè)紛紛加強(qiáng)對(duì)其主干業(yè)務(wù)的投資與研發(fā)，不斷提高系統(tǒng)成套能力和個(gè)性化，多樣化市場(chǎng)適應(yīng)能力。（3）發(fā)展極不平衡，區(qū)域色彩濃重。以2003年為例，銷售額名列世界前500位的企業(yè)幾乎來自北美洲、亞洲、歐洲，所占比例高達(dá)99%，顯示了三大洲在世界機(jī)械工業(yè)發(fā)展中無與倫比的統(tǒng)治地位。（4）結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)一步深化。生產(chǎn)方式和管理模式正在發(fā)生深刻變化，發(fā)達(dá)國(guó)家加大了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的力度，機(jī)械產(chǎn)品中附加值低的產(chǎn)品被安排到市場(chǎng)潛在需求發(fā)展中國(guó)家生產(chǎn)：為適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化，各大生產(chǎn)商紛紛采取專業(yè)化生產(chǎn)，“單品種，大批量”已成為很多500強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)方式的新特色；同時(shí)以生產(chǎn)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式逐步向以消費(fèi)者為主導(dǎo)的定制生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。服務(wù)的個(gè)性化成為競(jìng)爭(zhēng)成敗的重要因素。（5）機(jī)械制造業(yè)全球化的方式發(fā)生了新變化。傳統(tǒng)的全球化方式有兩種：一是以母國(guó)為生產(chǎn)基地，將產(chǎn)品銷往其他國(guó)家；二是在海外投資建立生產(chǎn)制造基地，在國(guó)外制造產(chǎn)品，銷售到東道國(guó)或其他國(guó)家。其特點(diǎn)是：自己擁有制造設(shè)施與技術(shù)，產(chǎn)品完全由自己制造；在資源的利用上，僅限于利用東道國(guó)的原材料、人員或資金等。隨著信息技術(shù)革命，管理思想與方法的根本性變化，企業(yè)組織形式也發(fā)生了變化，這些變化發(fā)生在跨國(guó)公司，并將成為新型全球化方式而發(fā)展下去。這種變化的主要特征是：廣泛利用別國(guó)的生產(chǎn)設(shè)施與技術(shù)力量。在自己可以不擁有生產(chǎn)設(shè)施與制造技術(shù)所有權(quán)的情況，制造出最終產(chǎn)品，并進(jìn)行全球銷售。機(jī)械制造業(yè)公司在全球范圍建立零部件的加工網(wǎng)絡(luò)，自己負(fù)責(zé)產(chǎn)品的總裝與營(yíng)銷。原材料調(diào)配、零部件采購全球化已成為世界機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。（6）機(jī)械制造業(yè)的跨國(guó)并購加劇?，F(xiàn)代并購不再一味的強(qiáng)調(diào)對(duì)抗競(jìng)爭(zhēng)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合成立企業(yè)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的主要手段。這時(shí)機(jī)械制造業(yè)全球化過程中大公司謀求生存發(fā)展的一大特點(diǎn)。而且趨飽和的市場(chǎng)。日漸激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。投資建廠的風(fēng)險(xiǎn)增大，也使得更多企業(yè)開始采用聯(lián)合并購的手段。在建廠的前提下，優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高生產(chǎn)能力、擴(kuò)大市場(chǎng)份額，獲取規(guī)模效益的目的。以高技術(shù)為內(nèi)涵的行業(yè)來自技術(shù)創(chuàng)新的威脅，使跨國(guó)公司走上了聯(lián)合之路，以形成強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新能力。機(jī)械制造業(yè)大企業(yè)間的戰(zhàn)略并購，導(dǎo)致了機(jī)械工業(yè)資源的重新配置。使得世界機(jī)械工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局出現(xiàn)了協(xié)作型的局面。一個(gè)很好的例子就是三一重工集團(tuán)。