机械工程论文.doc

目录 摘要摘要.1 第第 1 1 章章 前言前言.2 第第 2 2 章章 我国机械工程的发展现状我国机械工程的发展现状.3 第第 3 3 章章 我国机械工程的未来发展方向我国机械工程的未来发展方向.5 第第 4 4 章章 结论结论.7 致谢致谢.8 参考文献参考文献.9 沧州职业技术学院论文 1 摘要 机械工程是国民经济的基础产业，其发达程度体现了一个国家的科学技术和社 会生产力发展水平。目前，我国正处于经济发展的关键时期，机械制造技术不仅是 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，但机械制造 技术是我们的薄弱环节，因此必须对我国机械制造业现状进行进一步的分析和研究。 本文对我国机械工程的现状进行分析，并简述了我国未来机械工程的发展方向。 沧州职业技术学院论文 2 第 1 章 前言 机械工程是研究产品设计、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。 改革开放三十年以来，中国机械工程的制造业有了显著的发展，无论制造业总 量还是制造业技术水平都有很大的提高。机械工程的制造业从产品研发、技术装备 和加工能力等方面都取得了很大的进步，但具有独立自主知识产权的品牌产品却不 多。例如：海尔、海信、tcl 等企业的品牌虽然已经“国产化”，但去商场买空调 时，导购会告诉你压缩机来自日本，去买冰箱时，导购还是会告诉你压缩机也是来 自日本。通过对我国机械制造业现状的分析和研究，业内人士普遍认为，中国的机 械制造比欧美发达国家落后了将近 30 年。目前，我国正处于经济发展的关键时期， 但机械制造技术是我们的薄弱环节,它的发展已经跟不上国民经济的发展。因此要想 跟上先进制造技术的世界潮流，必须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， 才能促进国民经济的发展,因此我国机械工程的现状和发展前景也越来越受到人们的 关注和重视。 90 年代以来，先进的机械工程制造技术在全球范围内有了很大发展，世界各国， 特别是美国等发达国家对先进制造技术十分重视。美国发现虽然它在科学研究上在 全球占绝对优势，但许多大宗产品，如汽车、家电等，充斥市场的却是日本货。美 国发出了惊呼，并将先进制造技术列为第一优先重点支持领域。它也推动了全世界 在制造领域的发展和竞争。美国有 90 名代表参加本次会议，在本届大会上宣读的 5 篇主题报告中有 3 篇的主要作者来自美国。近年来，国际上机械工程制造技术的许 多新思想，如敏捷制造、全球制造等都来自美国。瑞士学者在本届大会的特邀报告 中特别强调，瑞士是一个资源短缺的国家，瑞士的发达不是靠旅游和金融，而是靠 科技，靠他们先进的机械工程制造技术，特别是精密制造技术。 因此我认为在未来国际的竞争中，我国必须要着重发展我国的机械制造技术， 因为许多学者强调，不仅要看到自然科学对生产发展的作用，也必须看到制造技术 对科学发展的保证作用。没有先进的仪器、装备、实验手段，许多科学研究、发现 都是不可能的。在高科技发展中制造技术也起着十分重要的作用。所以我国要成为 创新型国家就必须要发展机械制造技术。 沧州职业技术学院论文 3 第 2 章 我国机械工程的发展现状 我国在机械工程科学方面，虽然已经取得了瞩目的创新及进展，但必须清醒地 认识到，我国机械工程科学总体上还处于落后状态。主要体现在：中国机械工程的 理论、方法和技术对中国制造业的自主创新和发展的贡献不显著；中国学者提出的 机械领域的新概念、新理论不多；有重要国际影响的机械工程理论、方法和技术不 多；国际机械领域学术界有较大影响的中国学者很少。总体上中国机械工程学术领 域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的地位。 未来机械工程学科的发展将主要受到两方面的制约和推动，一个是制造业的创 新发展，另一个是学科的演变进步。 鉴于未来制造业发展的总趋势是全球化、信息化、绿色化、知识化和极端化(以 下简称“五化”)。机械工程科学的基本任务，就是为制造业的“五化”提供所需求 的机械系统新理论、新方法和先进制造技术。 随着世界的进步、国家的需求和学科的发展，机械工程科学的发展出现了以下 显著特点和趋势：一方面，高技术领域如光电子、微纳系统、航空航天、生物医学、 重大工程等的发展，要求机械与制造科学向这些领域提供更多更好的新理论、新方 法和新技术，因而出现和发展着微纳制造、仿生及生物制造、微电子制造等制造科 学新领域；另一方面，随着机械与制造科学与信息科学、生命科学、材料科学、管 理科学、纳米科学技术的交叉，除了推动着机构学、摩擦学、动力学、结构强度学、 传动学和设计学的发展外，还产生和发展着仿生机械学、摩擦学、制造信息学、制 造管理学等新的交叉科学。 由于我国未来将大力推进拥有自主知识产权的先进仪器及装备技术，因此，基 于自主创新的高技术仪器及装备的设计制造的基础研究将得到更充分地重视和更快 地发展；此外，由于 21 世纪我国资源和环境面临空前的严峻挑战，要求机械与制 造科学比以往任何时候更重视环境的保护、产品的安全性和绿色度、材料和能源的 节省、机电装备的再制造以及新能源制造领域的研究。 改革开放以来，我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展， 但也给人们带来了许多担忧。2006 年 4 月，执我国工程机械行业之牛耳的徐工集团 与美国凯雷投资公司的并购计划基本敲定。美国凯雷亚洲投资公司以 3.75 亿美元收 购了徐工集团下属企业徐州工程机械集团有限公司85的股份。虽然 6 月 份由于三一重工的介入使得控股过程出现波折，但这宣告我国很多经济学家所担心 的“卡特彼勒通吃中国工程机械行业”的计划暂告一段落。 2005 年 3 月，全球最大的机械设备制造商美国卡特彼勒公司以低得“令人 意外”的价格收购了山东重工的 40的股份，此后工程机械业中传出，强硬的卡特 比勒已制定了庞大的收购计划，目的是“蚕食中国工程机械”。工程机械业中稳居 “老大”多年的徐工集团当然是它的既定目标之一。 2007 年卡特彼勒公司在徐州成立卡特彼勒路面机械徐州工厂，主导产品：压路 机、冷铣刨机、沥青混凝土摊铺机、路面冷再生设备稳定土拌和机等。 20 世纪 90 年代以来，大型跨国公司纷纷进军杀入国内机械工业市场，主要集 中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域，这 几个行业约占机械工业外商直接投资金额的 80。 沧州职业技术学院论文 4 外国投资者的经营策略是：“基本前提是对华投资活动中必须保持其控制权”， 当前跨国企业特别热衷于并购我国高成长性行业中的优势企业。目前已经能看到的 悬油嘴油泵行业、轴承行业等。 业内人士认为，我国机械行业存在一个巨大的技术“黑洞”，最突出的表现是 对外技术依存度高。近几年来，中国每年用于固定资产的上万亿元设备投资中， 60以上是引进的。作为窗口的国家高新技术产业开发区，也有 57的技术源自国 外。据机械工业联合会的统计，目前工业发达国家新产品贡献率为 52，我国仅为 59。在“核心技术方面”具有独立自主知识产权的产品较少，克隆产品较多。 这样的结果除了自主创新能力削弱之外，还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研 制的技术，也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“cml 海豚”磁悬 浮列车还没有试运行，就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。 业内人士普遍认为，技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家 在过去二十多年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差。 产权激励制度是创新和研发产品的重要保障。国有企业对创新人才的产权激励 基本上没有实行。一方面创新成果的知识产权没有得到有效的保护，另一方面，创 新者的贡献没有得到产权确认。企业研发的技术和产品，要么被国家无偿拿走，要 么被其他的企业无偿抄袭。 现代机械制造技术已不是传统意义上的机械制造技术。各个学科综合在机械制 造技术上的体现之一是各种特种加工的迅猛发展。例如，好多专家的论文主题报告 “采用液体和其它柔性介质的管和钣金属成形工艺”和特种加工专业委员会的主题 报告“电化学加工的新发展”都反映了这一趋势。以激光等各种手段辅助的加工方 法发展也很快。因此机械制造技术的定义也随着人类社会的发展而不断改变。因此 要想在机械制造行业中走在前列就必须要时刻关注各行各业的发展在机械制造中的 应用。只有这样我们才能激烈的国际竞争中立于不败之地，站在世界的前列。我国 机械制造业不能单纯的沿着 20 世纪的刚性自动化发展，而是要全面拓展，面向五化 发展，即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。 沧州职业技术学院论文 5 第 3 章 我国机械工程的未来发展方向 先进制造技术是机械工程新的发展阶段，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。 20 世纪 80 年代，随着扫描显微镜的发明和使用，人类认识世界和改造世界的 能力进入纳米尺度，纳米技术是指实现纳米级精度，是一种在纳米尺度上研究原子 和分子结构，物质特性及相互作用与运动，并运用这种技术为人类服务的高新技术， 纳米技术对制造业产生了很大的影响，其应用范围将非常广泛，包括纳米材料技术、 纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。 超精密加工的加工精度在 2000 年已达到纳米级，在 21 世纪初开发的分子束生 长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程（ste）可使加工精度达到 0.00030.0001m，现在精密工程正向其终极目标原子级精度的加工逼近，也 就是说，可以做到移动原子级别的加工。 现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精 密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型 机器人的时代；二是机械制造的高度自动化，以 cims 和敏捷制造等的进一步发展为 代表。 1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包 括：精密铸造（湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯）、精密锻压 （冷湿精密成形、精密冲裁）、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。 2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业，无切削液加工 简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如废液排放和回收等 等。 3.快速成形技术快速原型零件制造技术（rpm），其设计突破了传统加工技术所 采用的材料去除的原则，而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造 （lom），熔化沉积制造（fdm）等等。 由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减 少了成本，而且有些工艺的改进对环境起到保护作用，因此被称为绿色制造工艺。 绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外，还必 须依靠信息技术，通过计算机的模拟、仿真，才能实现。 另外，由于第三次工业革命的发展，各个行业都有了长足的进步，而把各个科 学结合起来就显现的越来越重要。因此我认为科学技术的综合，特别是信息技术与 制造技术的融合是机械制造技术发展的主要方向。20 世纪有许多重大科技成果，但 任何一项技术对整个社会的影响都没有信息技术大。生产过程包括物质流、能源流 与信息流，其中信息流是最活跃的。物质流与能源流在信息流指挥下运动。近年来 机械制造技术最大的变化是信息处理、信息流动的变化。计算机辅助设计与制造、 仿真、建模、神经网络、模糊控制、智能技术、机器人、柔性制造技术、集成制造 系统、并行工程、精益制造、敏捷制造、虚拟制造、反向工程、全能制造、全球制 造等仍然是机械制造技术中的热门课题。已经有许多的国家组织以及绝大多数论文 涉及这类主题，信息技术的应用已经深入到方方面面。 沧州职业技术学院论文 6 综上所述，我认为未来机械制造的发展将在国民经济中起到越来越重要的作用， 而谁把科学技术的综合利用在了机械制造中，那么她将在机械制造行业中走在前列。 最后由于人类在过去的经济发展中，对环境的怕坏很大，所以绿色制造就进入 了人类的视野，并且由于人类对环境的越来越重视，绿色制造必将成为未来机械制 造的又一新命题。绿色制造是近年来发展最快的重点研究领域之一。国际生产工程 学会连续几年以“寿命周期”、“装配与拆卸”、“干切法”为题安排了围绕绿色 制造的大会主题报告。本届大会装配专业委员会的主题报告为“装配与拆卸的集成 发展”，它指出必须从设计开始同时考虑装配与拆卸。环境保护、可持续发展已成 为各项研究中必须首先考虑的问题。例如，大会主题报告“金属切削的涂层刀具： 特性与应用”提出，涂层刀具研究的一个使命就是要适应“干切”的需要。大会主 题报告“可重组的制造系统”谈到市场变化因素时强调了法规变化对市场的影响， 而法规变化首先指的是绿色制造。可持续发展已列为我国基本国策。 因此在机械制造的未来当中，绿色制造将占领很大的比重，谁在率则制造中走 在前列，就是为人类为我们的子孙后代做出了巨大的贡献，将在人类的历史进程中 留下浓重的一笔。 最后对我国机械制造的发展战略提一些建议。 (1)对世界上出现的一些新动向要作分析。对一些耗资巨大、一时在中国难以大 面积推广的技术，如全球制造技术、全部自动化的集成制造系统等，有少数几个样 板，作些跟踪研究就可以了。对有些技术却应加大投入力度，如虚拟制造、反向工 程、绿色制造、可重组制造等。虚拟制造有利于加快研究、设计、制造、投产进程。 反向工程是一种设计与研究方法，对于当今中国，在相当长的一个时期内向国外学 习还是一个重要方面，这就增强了反向工程的重要性。绿色制造势在必行，无论从 我国的可持续发展、保护人民健康，还是从进入国际市场等方面考虑都要求将绿色 制造放到重要位置。可重组制造适合我国国情，应予优先发展。 (2)信息技术与制造技术的融合、科学技术的综合仍然是机械制造技术发展的主 要方向，要鼓励学科交叉。但与此同时要加强对本学科的基本规律、机理、方法的 研究。局限在机械学科内打圈子，是不会有大发展的；但不掌握本学科的基本知识、 基本规律，也无法推动学科的发展。要将信息技术、科学技术的综合融合在对制造 技术的基本规律、机理、方法的研究中。本届大会的主题报告与论文明显呈这一倾 向。 (3)测量在现代制造技术中占有极其重要的地位。在科研和生产中信息主要通过 测量获得。没有测量，控制就没有依据，就没有产品的质量和自动化，更无从谈智 能化。一些尖端技术的发展，测量技术的含量往往在 30%以上。本届大会论文涉及 测量的约占 40%。王大珩院士一再呼吁加速仪器仪表与测量技术的发展。测量技术 发展的重要趋势是与信息技术的融合。 (4)加强对技术转产的支持。目的是使中国人的创新和发明首先在国内开花、结 果，形成经济效益。国外很多技术创新一开始就是在企业支持下进行的，不存在转 产的问题。我国在机械制造技术发展上还存在很多问题，一是企业力量不够雄厚， 对企业领导的技术经济考核短期指标多；二是知识没有形成产业，对中间开发的支 持体系没有形成，要从体制上解决这些问题。 沧州职业技术学院论文 7 第 4 章 结论 总的说来，我国在机械工程制造领域与国际水平相比还有相当的差距。传统机 械加工方式仍占主导位置。数控机床生产也主要停留在一般水平的机床上，高水平 的数控机床主要依靠进口。柔性与集成制造系统停留在研究与一些样板工程上。从 整体上讲水平还较低，在先进制造系统与技术的研究上，尚处在跟踪阶段，创新不 多，但在具体技术研究中，创新思想还是不少的。遗憾的是，为什么有些是我们首 先提出或发明的东西很快被别人超过，首先在国外生产、应用呢?其原因一是整体国 力有差距，二是试生产体系没有形成，只有十分成熟的东西工厂才支持，一些可以 申请专利的东西也没有钱去申请国际专利，只能眼睁睁地看着中国人首先提出或发 明的东西在国外开花、结果。因而造成我国虽有不少好的学术成果，但整个机械工 程工业还十分落后。 现代机械工程的制造技术是现代技术和工业创新的集成，是国家制造业的水平 的主要标志，也是国家工业的基础和支柱。因此应在充分重视信息技术和各个学科 对发展机械工程学科的推动作用的同时，必须加强对本学科的基本规律、机理、方 法的研究。计算机、信息技术只是一种手段，提供一种方法。例如，在机械工程的 虚拟制造中，模型的建立还要通过对本学科的基本规律、机理的认识来建立，模型 本