機械與其他應(yīng)用科學(xué)的關(guān)系

機械與其他應(yīng)用科學(xué)的關(guān)系——機械的重要性與未來發(fā)展學(xué)生姓名：金冠敬學(xué)號：120401135專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化提交日期：2013年9月23日摘要機械涉及的知識面很廣，電、光、熱、材料、數(shù)學(xué)、力學(xué)、運動學(xué)、流體、化學(xué)、物理、生物、......它都要用到。所有應(yīng)用科學(xué)對機械都有用，所有應(yīng)用科學(xué)也離不開機械的協(xié)助，通過機械我們可以生產(chǎn)出科學(xué)究所用到的儀器。如：生產(chǎn)光學(xué)儀器，力學(xué)器件等等。反之也可以通過科學(xué)理論對機械設(shè)備進行改進和維護研究所用到的儀器。如：生產(chǎn)光學(xué)儀器，力學(xué)器件等等。反之也可以通過科學(xué)理論對機械設(shè)備進行改進和維護，機械可以說用到各個其他應(yīng)用科學(xué)，各個其他應(yīng)用科學(xué)又基本離不開機械。關(guān)鍵詞：機械，其他應(yīng)用科學(xué)，重要性，未來發(fā)展引言從機械專業(yè)的角度來說：機械具有相當(dāng)重要的基礎(chǔ)地位。機械是現(xiàn)代社會進行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素(即人、資金、能量、材料和機械)之一。在馬克思說到工業(yè)社會時候，說工業(yè)社會，尤其是大工業(yè)社會，即用機器生產(chǎn)機器的時代。無論從生活中接觸的各種物理的裝置，如電燈電話電視機冰箱電梯等等都包含有機器的成分，或者包含在廣義的機械之中，而從生產(chǎn)中來看，各種機床，自動化裝備，飛機，輪船，神五，神六等等，都缺不了機械。更不用說化工廠，電廠等。所以，毫不夸張的說，機械是現(xiàn)代社會的一個基礎(chǔ)。如果有人要說農(nóng)業(yè)也是基礎(chǔ)的話，也無可厚非，但是在現(xiàn)代的社會來說，機械做為整個工業(yè)和工程的基礎(chǔ)，可以毫不夸張的認為也是社會一根大柱子。任何現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和工程領(lǐng)域都需要應(yīng)用機械，就是人們的日常生活，也越來越多地應(yīng)用各種機械了，如汽車、自行車、鐘表、照相機、洗衣機、冰箱、空調(diào)機、吸塵器，等等。周期縮短和全球化市場的形成,企業(yè)面臨著不可預(yù)測和不斷變化的市場,只有快速響應(yīng)市場需求,提供滿足用戶個性需求的產(chǎn)品,才能在競爭中取勝。1988年美國通用汽車公司(GM)與李海大學(xué)(LehighUniversity)工業(yè)工程系共同提出一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略———敏捷制造(AgileManufac2turing),并成立了國家制造科學(xué)中心(NCMS)和制造信息資源中心(MIRC),得到國家自然科學(xué)基金會、國防部、商業(yè)部和眾多公司支持,經(jīng)國會聽證后向聯(lián)邦政府提出建議。現(xiàn)在由政府部門主持、企業(yè)與大學(xué)共同參與研究、開發(fā)和應(yīng)用,稱為21世紀制造企業(yè)的戰(zhàn)略。1敏捷制造的思路敏捷性體現(xiàn)在:持續(xù)變化性(產(chǎn)品、技術(shù)、管理模式)、快速反應(yīng)性(以適應(yīng)市場的變化)、質(zhì)量高標準、低費用;實現(xiàn)敏捷制造條件:設(shè)備高度柔性,可編程性和模式化;信息系統(tǒng)標準化和可維護性;人的因素和管理機構(gòu);實施方式:虛擬公司、競爭—合作,用戶參與設(shè)計與制造,兼顧經(jīng)濟效益和社會效益,增加信息服務(wù)和系統(tǒng)管理功能。2敏捷制造特色革新制造企業(yè)的組織機構(gòu)、管理策略與制度,建立社會化的虛擬公司;提高從產(chǎn)品設(shè)計、制造、銷售全過程的整體柔性;在政府部門協(xié)調(diào)下,企業(yè)、高校和科研機構(gòu)結(jié)合;用戶參與設(shè)計與制造;發(fā)揮人因(知識、技藝和創(chuàng)造性)和信息的作用;但歸納起來,敏捷制造的主要特色是制造柔性和成員間的合作。3敏捷制造在美國初見成效美國Ingersoll-R公司空氣壓縮機敏捷制造工程,原新品設(shè)計需時8～12個月,樣機制造和評定12～18個月,耗資50萬美元?，F(xiàn)只需原來1/3～1/2時間,花費1215～2萬美元;美國計算機廠商康柏公司,1996年啟動虛擬生產(chǎn)計劃,與臺商合作在深圳設(shè)廠,面向大陸,產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)、開發(fā)、運送、存貨都符合康柏全球統(tǒng)一標準。員工技術(shù)水平和工作態(tài)度也達到要求,這樣的虛擬公司組合使計算機平均價格下降57美元,市場競爭取得了巨大成功。現(xiàn)美蘋果機、IBM、臺宏基、神達亦已運用此種模式組織生產(chǎn)。4過程工業(yè)的敏捷制造策略指定統(tǒng)一質(zhì)量標準,如ISO-9000,經(jīng)濟效益與環(huán)境污染控制。3.制造柔性柔性制造是相對于原有的硬件式剛性制造系統(tǒng)而言的,制造系統(tǒng)柔性化是適應(yīng)多變市場需求的必要條件。1剛性制造最早的機械自動化出現(xiàn)在美國通用汽車公司,稱為Detroit-Type自動化,它的出現(xiàn)從根本上改變了手工工場式的制造,但它適應(yīng)不了需求多變和多品種小批量生產(chǎn)的要求這種硬件式的制造系統(tǒng)稱為剛性制造。2柔性制造系統(tǒng)(FMS)60年代英國Molins公司建成計算機控制的自動化加工系統(tǒng),它標志著硬、軟件結(jié)合,有高度應(yīng)變能力的一種新型制造系統(tǒng),與Detroit-Type相對,稱為柔性制造系統(tǒng)(FMS)并提出制造柔性這一概念。從70年代普及數(shù)控技術(shù)和全自動化技術(shù)至80年代,CAD、CAE、CAP、CAM、CAD/CAECAD/CAM、MRP、工藝數(shù)據(jù)庫、物料傳輸?shù)葐雾椉夹g(shù)已經(jīng)日臻完善;90年代的知識工程和AI應(yīng)用、優(yōu)質(zhì)低成本制造，并行工程等均以柔性為其主要研究內(nèi)容。3制造柔性定義制造柔性定義為:制造系統(tǒng)對外部因素變化的順應(yīng)(響應(yīng))能力和對系統(tǒng)內(nèi)部因素變化(干擾、漲落或故障)的適應(yīng)能力。敏捷制造要求制造柔性必須成為大系統(tǒng)的一部分,它包括:人員、設(shè)備儀器和軟件三方面的柔性,這樣才能保證敏捷制造系統(tǒng)的快捷響應(yīng)能力。實現(xiàn)柔性制造說是容易做時難。目前統(tǒng)計表明90%以上的制造系統(tǒng)只能加工1類零件,65%的系統(tǒng)只能加工2～10個品種規(guī)格的零件。要生產(chǎn)滿足柔性性,則就要大大增加系統(tǒng)的復(fù)雜性,這是個十分復(fù)雜的問題。4.虛擬制造技術(shù)虛擬制造技術(shù)是一種新的人機界面形式,它是利用計算機技術(shù)、強大的軟硬件功能和其它交互設(shè)備,在計算機工作平臺上,產(chǎn)生一個虛擬環(huán)境。應(yīng)用人類的知識、技術(shù)與感知能力,與虛擬世界中的對象進行交互作用,對所要進行的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)制造活動進行全面的建模和仿真(包括:產(chǎn)品設(shè)計、加工裝配、物流、生產(chǎn)計劃、組織管理等)。在產(chǎn)品未生產(chǎn)出來前就實際地模擬出產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)和制造全過程,并對產(chǎn)品性能進行全面模擬試驗,預(yù)測產(chǎn)品的設(shè)計和制造合理性、產(chǎn)品性能和制造周期等,以達到最佳化。使產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)周期最短、成本最低、質(zhì)量最佳。現(xiàn)在虛擬技術(shù)的范圍已經(jīng)從新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、制造擴展到虛擬公司組合、市場開拓和營銷活動、產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟評價等。而所有這一切均在計算機平臺上完成。由于虛擬制造技術(shù)在面對激烈市場競爭中顯示出了巨大的技術(shù)優(yōu)勢。因此,目前已為各先進工業(yè)國家和公司所極度重視。我國在機械工業(yè)部門主持下,已于1998年9月在北京召開了第一次“虛擬制造技術(shù)研討會”,以推進虛擬制造技術(shù)在我國的研究和應(yīng)用。5.軟件技術(shù)計算機技術(shù)應(yīng)包括:計算機硬件和軟件兩大部分。其中軟件技術(shù)又是充分發(fā)揮計算機功能的必要基礎(chǔ)條件?？梢哉f只有通過計算機技術(shù)(硬件和軟件)的應(yīng)用,一切先進技術(shù)才能發(fā)揮作用?，F(xiàn)在軟件功能已經(jīng)十分強大,幾乎在涉及工程的一切領(lǐng)域中都可找到優(yōu)秀的軟件作為技術(shù)支持。對某種技術(shù)來說,在一定程度上也可說軟件功能就決定了它的技術(shù)水平。6.管理技術(shù)管理是隨著資本主義的商品生產(chǎn)發(fā)展起來的,至今已進入了一個全新時代,它的歷程可歸納如下。1傳統(tǒng)管理從18世紀后期至20世紀初,在手工業(yè)工場中憑管理者經(jīng)驗辦事,管理者就是資本所有者,工人憑經(jīng)驗干活,師傅帶徒弟。2科學(xué)管理20世紀初至40年代,這時由自由資本主義向壟斷資本主義過渡,資本所有者與管理者分離,并從經(jīng)驗管理中總結(jié),使之系統(tǒng)化、科學(xué)化、理論化,進而指導(dǎo)管理實踐,形成科學(xué)管理理論。代表人物有泰勒(美)、法約爾(法)、梅奧(美)等。泰勒主張科學(xué)制定工時定額,作業(yè)環(huán)境標準化、計件工資、編制工藝規(guī)程、管理人員職能制等。法約爾提出了管理的5種職能:計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制等。14條管理原則:分工、權(quán)力和責(zé)任統(tǒng)一、紀律、命令的統(tǒng)一性、指揮的統(tǒng)一性、個人利益服從整體利益、報酬、集權(quán)、等級系列、秩序、公平、保持人員穩(wěn)定、首創(chuàng)精神、集體精神等。梅奧的“行為科學(xué)”理論,研究工人在生產(chǎn)中的行為和產(chǎn)生行為的原因。內(nèi)容包括:人的本性和需要、行為的動機、生產(chǎn)中的人際關(guān)系等。他在哲學(xué)、醫(yī)學(xué)和心理學(xué)方面研究認為:工人是“社會人”,不同意泰勒認為工人是“經(jīng)濟人”的看法;科學(xué)管理只注重“正式組織”,而在企業(yè)中還存在著“非正式組織”;提出促進生產(chǎn)率的第一因素是士氣和干勁,而工作條件和工資報酬是第二因素。總之,泰勒等人研究管理的重點放在工作方法和工作條件上,以此來實現(xiàn)管理科學(xué)化。而梅奧等人則是以人為中心來研究管理問題。3現(xiàn)代管理二次世界大戰(zhàn)至今,資本主義企業(yè)管理進入現(xiàn)代管理階段。科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,大型復(fù)雜重大工程出現(xiàn),跨國公司出現(xiàn),環(huán)境和市場多變,市場競爭加劇反映了現(xiàn)時代的特點。為適應(yīng)社會發(fā)展,在管理理論上發(fā)展為兩派:一是以泰勒為代表的科學(xué)管理理論和法約爾為代表的組織管理理論的延伸、演變,吸取了自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)的新成就,如:系統(tǒng)工程、計算機等;另一是以梅奧為代表的行為科學(xué)派。兩派結(jié)合形成了現(xiàn)代管理,也就是科學(xué)管理和人際關(guān)系相結(jié)合的管理。但敏捷制造的出現(xiàn)又把過去僅局限于企業(yè)內(nèi)部的管理擴展到了整個社會和市場。7人因工程(HumanFactor)在現(xiàn)代管理中,已把人的因素在生產(chǎn)和科技進步中的作用放到了中心位置上,這一轉(zhuǎn)變是有一過程的。起初的考慮只在體能上,以研究如何最大限度的發(fā)揮人在生產(chǎn)過程中體能的潛力,從而逐步發(fā)展到人的主觀能動性的發(fā)揮,以實現(xiàn)面向市場的快速響應(yīng)。結(jié)論本文僅機械制造業(yè)中部分高新技術(shù)的發(fā)展情況,讓我們看到了機械產(chǎn)業(yè)的冰山一角，足已看到機械這一大產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)并良好發(fā)展的必然趨勢，正是因為機械的重要性及其廣泛性，讓它與其他應(yīng)用科學(xué)密不可分，也致使機械將長盛不衰。標注eq\o\ac(○,1).“敏捷制造(AM)又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能和知識的勞動力與促進企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對迅速改變或無法預(yù)見的消費者需求和市場時機作出快速響應(yīng)?！眳⒖嘉墨I1.羅振壁敏捷制造———21世紀制造企業(yè)的戰(zhàn)略機械工程學(xué)報,1994,30(4):1～52.周兆英敏捷制造的核心要素及其