机械工程学科现状及发展趋势

第一篇：机械工程学科现状及发展趋势

机械工程学科现状及发展趋势

机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，包括机械学和制造科学两大领域。

机械学是研究机械结构和系统性能及其设计理论与方法的科学，包括制造过程及机械系统所涉及的机构学、传动学、动力学、强度学、摩擦学、设计学、仿生机械学、微纳机械学及界面机械学等。

制造科学是研究制造过程及其系统的科学。它涵盖产品设计、成形制造(铸造成形、塑性成形、连接成形、模具制造、表面工程等)、加工制造(超精密加工、高效加工、非传统加工、复杂曲面加工、测量及仪器、装备设计及制造、表面功能结构制造、微纳制造、仿生和生物制造)和制造系统运作管理等科学。

机械工程研究是先进制造技术的不竭源泉。推动我国制造业自主发展的主要驱动力是先进制造技术，而有的领域已经在国际学术界占有了一席之地。在摩擦学领域：温诗铸、雒建斌等发现在动力润滑和边界润滑之间存在一个过渡区，提出了薄膜润滑的概念、发明了纳米薄膜测量技术、建立了薄膜润滑的物理和理论模型。薄膜润滑研究架起了动力润滑和边界润滑之间的桥梁，被国际上著名专家GRANICK等评价为“是对润滑研究的一个重要贡献”；机器人机构学领域：黄真、高峰等以螺旋理论、李群、集合论等为数学工具，提出少自由度并联机构综合的普适性方法和通用自由度计算公式，主螺旋解析识别模型，一阶和二阶运动影响系数模型，以及性能与构件尺度空间模型。利用上述理论综合出数十种新机构，开发出多维力传感器、微操作机器人、地震模拟器，并为锻造操作机、伺服压力机、电铲等装备的自主设计提供了重要的理论依据；机械传动学科领域：陈学东在高速超精密运动控制研究中，率先发现并阐明了气浮轴承气旋现象产生的机理，提出了气浮气膜的支撑刚度和阻尼的计算和控制方法，提出的驱动系统分析控制软件已经用于我国大规模集成电路光刻机驱动系统的研制中。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。

我国工程机械行业基本上是立足于国内本土市场的行业，它在国际市场上的销售额至今也只有15%左右，这和其产品的产量与销量已是世界第一的地位形成极大的反差和讽刺，其原因是：我国工程机械产品的技术创新和盈利模式与国外优质产品仍有较大差距，我国产品的全球配套能力低、它在全球市场上的布局仍无优势，前几年我国工程机械产品高速增长只是数量上的增长，并无质量上的明显攀升，这种质量中下等的大批产品是不受国际市场欢迎的，更难在竞争激烈的国际市场上占有一席之地。虽然我国工程机械产品规模已经很大，但在国际市场上依然缺乏话语权和竞争力，因为我国工程机械产品的中低端产品多，较适合国内外的中低端市场；从产品规模上来讲，我国工程机械产品有一定的宽度，但从国际市场竞争力来讲，则需要产品的高度，即产品的优质，响亮的品牌、过硬的创新技术。概括地说，我国工程机械产品是有宽度而无高度的产品。工程机械行业是一个多品种的行业，很多企业都处于不同的生存发展阶段，而都要面对不同市场的需求和各种不同层次的用户群体，更要认真考虑它们的购买能力来开发适销对路产品，才有生存发展的机会。而在工程机械产品背后，还隐藏着许多我们不能忽视的细节和我们尚未发现的隐患，以及绝处逢生的商机，所以在当前工程机械市场低迷时，我们应该静下心来，做一番研究，冷静地思考，找出市场复苏的方法。如何提升我国工程机械产品和市场的竞争力，特别是国际市场的竞争力，拥有优质的产品是企业成功的基础和关键。我国工程机械产品要走向国际市场，一定先要做到产品技术全球化，配套技术、配套硬件和维修技术的全球化、管理全球化、质量全球化、资本全球化、市场全球化、人才全球化，只有以上几项都实现了或部分实现了，我国工程机械行业才有实力和信心走出行业发展的低迷期。同时要走向国际市场一定要改变出口模式、转向海外建厂、建基地、建代销网络、海外收购、海外投资和海外建立产品研发中心等，这样我们行业出口渠道多了、营销的方式方法和手段灵活多变了，我们行业走向国际市场就会柳暗花明、前程似锦了。

机械工程行业是国民经济的支柱产业，它与其他产业相互支撑而推动生态建设和经济增长，总趋势就是：基于资源节约和环境保护基础上的数字网络化、高效精确化、智能集成化及制造极端化。德国学术界和产业界为此提出了“工业4.0”的概念，“工业4.0”即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型。主要包括两大主题和三个设想，两大主题是：“智慧工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三个设想是：“产品”，集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息；“设施”，由整个生产价值链所集成，可实现自组织；“管理”，能够根据当前的状况灵活决定生产过程。

全球制造业格局面临重大调整。我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇，必须放眼全球，加紧战略部署，着眼建设制造强国，固本培元，化挑战为机遇，抢占制造业新一轮竞争制高点。未来我国将要重点发展的制造科技主要有以下5个领域：

(1)摩擦学研究自20世纪90年代起有了长足发展，其基本经验是与纳米、生物、计算机以及与工程问题的交叉结合，发展了纳米摩擦学、生物摩擦学、表面减阻及亚纳米抛光技术等。今后的发展是进一步向学科面更宽的交叉方向——界面机械与制造科学、纳米制造摩擦学和纳米生物摩擦学方向发展。此外，中国摩擦学领域的青年学者应当进一步加强在国际学术界的影响，争取在国际学术界占有更重要的位置。

(2)机械动力学研究中，非线性动力学、复杂机电系统动力学分析和故障监测等领域已经有了很大的进展，但复杂系统及多场耦合的非线性动力学分析建模和故障预示监控依然是个国际性难题，大型复杂机电系统动力学设计仿真、微纳系统动力学分析及设计是我国学术界面临的重要前沿课题。

(3)空天及深海装备制造科技。未来飞机将进一步向大型、快速、轻型、舒适性、安全性方向发展；用于国防的各种飞行器，将向超快、精确、轻微及智能监控方向发展。高速、精确、智能化微型飞行器技术；微小制导技术；超低温、超真空、无重力极端条件下的装备设计与制造科学技术、智能作业机器人、超大型射电望远镜、适于高压腐蚀环境作业的深海装备的设计与制造技术等将得到大的发展。

(4)信息制造科技。未来20年内，量子、纳米或商业基因计算机将问世；网络光通讯技术，卫星通讯技术，都是网络的虚拟制造技术，非硅、量子、纳米、基因计算机芯片及其后封装科学技术将有大的发展；产品信息化和数字化：将传感技术、计算机技术、软件技术 “嵌入”产品，网络化这些产品的数字化和智 能化制造中都出现了虚拟化、网络化与智能化。

(5)新能源装备制造技术。由于一次能源将逐步枯竭，核能、深海能源、再生能源及清洁能源的研发和使用将大大促进该领域制造技术的发展。核能工艺及装备、深海能源探测及采掘工艺及装备、新能源和再生能源的装备制造、基于新能源的经济型汽车发动机及车辆设计与制造技术研究将得到更大重视和关注。

我国机械工程技术的近一步发展任重道远，需要每个人的努力，作为一名学生能做到的是刻苦学习专业知识，培养自主创新意识，为社会主义初级阶段做出自己的贡献。

第二篇：机械工程学科简介

机械工程学科简介

机械工程学科简介

一般认为，人类文明有四大支柱科学：材料科学、能源科学、信息科学和制造科学。没有制造就没有人类，恩格斯在《自然辩证法》中讲到：“直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具开始的。”的确，人是从制造第一把石刀开始的。毛泽东在《贺新郎·咏史》一词中，一开始讲说：“人猿相揖别，只几个石头磨过，小儿时节。”

制造业是现代文明的支柱之一，它既占有基础地位，又处于前沿关键地位，既古老，又年青；它是工业的主体，是国民经济持续发展的基础；它是生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等进步的依托，是社会现代化的动力源。制造是人类创造财富最基本、最重要的手段。机械工程学科是为机器制造业服务的学科。

机械工程的内涵

机械工程学科包括机械设计及理论、机械制造及自动化、机械电子工程和车辆工程四个二级学科。机械设计及理论是对机械进行功能综合并定量描述及控制其性能的基础技术学科。它的主要任务是把各种知识、信息注入设计中，加工成机械制造系统能接受的信息并输入机械信息系统。机械制造及自动化是指接受设计输出的指令和信息，并加工出合乎设计要求的产品的过程。因此，机械制造及自动化是研究机械制造系统、机械制造过程手段的科学。

机械电子工程是20世纪70年代由日本提出来的用于描述机械工程和电子工程有机结合的一个术语。机械电子工程学科已经发展成为一门集机械、电子、控制、信息、计算机技术为一体的工程技术学科。该学科涉及的技术是现代机械工业最主要的基础技术和核心技术之一，是衡量一个国家机械装备发展水平的重要标志。图1-1所示为机械工程学科的技术构成。

设计与制造是两个不可分的统一体，忽视了这一点就有可能出现以下问题：若轻制造，用先进的设计技术，就可能制造出“质量不高的先进产品”；反之，若轻设计，用先进制造技术，又可能制造出“落后的高质量产品”。只有用先进的设计技术设计出适应社会需求的产品，以先进的制造技术制造，才能形成对市场的快速响应。

机械设计及理论学科的研究对象包括机械工程中图形的表示原理和方法；机械运动中运动和力的变换与传递规律；机械零件与构件中的应力、应变和机械的失效；机械中的摩擦行为；设计过程中的思维活动规律及设计方法；机械系统与人、环境的相互影响等内容。

机械制造及自动化学科包括机械制造冷加工学和机械制造热加工学两大部分。机械制造发展至今，正由一门技艺成长为一门科学。机械加工的根本目的是以一定的生产率和成本在零件上形成满足一定要求的表面。为此，正在逐步形成研究各种成形方法及其运动学原理的表面几何学；研究材料分离原理和加工表面质量的材料加工物理学；研究加工设备的机械学原理和能量转换方式的机械设备制造学；研究机械制造过程的管理和调度的机械制造系统工程学等。

机械电子工程的本质：机械与电子技术的规划应用和有效的结合，以构成一个最优的产品或系统。机械电子方法在工程设计应用中的基础是信息处理和控制。有些人可能对：“机械电子学”产生反感，机械工程学科简介 认为它“仅仅是控制工程的改头换面”，持这种观点的人没有认识到采用和结合电子技术与计算机技术对机械系统设计方法产生的直接影响。事实上，用机械电子工程的设计方法设计出来的机械系统比全部采用机械装置的方法更简单，所包含的元件和运动部件更少。例如，以机械电子方法设计的一台缝纫机，利用一块单片集成电路控制针脚花样，可以代替老式缝纫机约350个部件。因为将复杂的功能(如机械系统的精确定位)转化为由电子来实现，会带来了很多方便。多年来，机械工程、电气工程和电子工程早已相互结合。机械设备与电气设备是相互依存的关系。

车辆工程一般分为汽车理论与设计、汽车造型与车身设计、汽车发动机3个研究方向，它们分别是车辆工程与机械工程、工业艺术设计、动力工程之间的交叉学科方向，同时还与材料工程、电子工程、控制工程等学科互相交叉。车辆工程学科主要研究汽车、机车车辆、城市轨道交通车、拖拉机、工程车辆以及包括军用车辆、特种车辆等等在内的一切陆上移动机械的理论、技术和设计问题。车辆工程从初期涉及到力学、机械设计理论、动力机械工程理论、牵引动力传动理论，到今天已拓展至与计算机控制技术、电子技术、测试计量技术、交通运输、控制技术、艺术设计等相互融合，可谓“内外兼修”。

机械工程的本科专业

如前所述，机械工程学科下设四个二级学科(博士、硕士专业)：机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程和车辆工程。机械类专业在1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》中有机械设计制造及其自动化、材料成形及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程四个专业。

由于部分高校有自主设置专业的权利，所以在有些高校招生目录上依然可以看到诸如车辆工程、机械电子工程或机械工程及自动化等本科专业。

下面就这四个专业的设置和要求作一介绍，重点是机械设计制造及自动化专业。

1.机械设计制造及自动化专业

1.1专业方向和特点

机械设计制造及自动化专业包括了很广泛的内容，按照1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》，机械设计制造及其自动化专业涵盖过去的机械制造工艺与设备、机械设计及制造、汽车与拖拉机、机车车辆工程、流体传动及控制、真空技术及设备、机械电子工程、设备工程与管理、林业与木工机械等专业。

机械设计制造及其自动化是一个跨机械、材料、控制、电子、计算机信息、管理、经济学等多学科的综合性应用专业，涉及现代机械制造中的一些很热门、尖端的课题，如计算机辅助机械制造、微机械加工等。该专业加入了“自动化”元素，以“机为本、电为辅”，实现“机电一体化”。

机械设计制造及自动化的发展方向是进一步的机、光、电结合以及机械和控制等几方面的一体化，发明、研制、设计和制造具有“智能化”的功能性强的机器，在各领域中都是迫切需要的。当代各个技术领域发展都非常迅速，因此专业建设应能及时地适应并体现这方面发展的需求。

该专业的业务培养目标是：培养富有责任心、具有主动性和创造力、知识面宽、适应沟通能力强，以及在机械工程及自动化领域和相关、交叉领域内，从事科学研究、工程设计、制造开发、运行管理及经营等方面工作的复合型高级工程技术人才。

机械工程学科简介 按照国务院学位委员会和教育部1998年联合颁布的《普通高等学校本科专业录》中规定的对机械设计制造及其自动化专业的业务培养要求，该方向毕业生应具有以几方面的知识与能力：

(1)较系统地掌握专业领域宽广的基础理论知识并具有专业领域内某个研究方向所必需的专业知识，了解学科前沿及发展趋势，具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础；

(2)具有专业必需的制图、设计、计算、检测与控制、自动化、文献检索等基本技能及

较强的计算机和外语应用能力；

(3)具有机电产品和系统的研制、开发、制造、设备控制、生产组织管理及经营的基本能力；(4)具有较强的自学能力、创新能力和较高的综合素质，具有一定的科研工作能力。

虽然现代机械为多学科知识综合应用的产物，但专业的培养目标还是以机械类中设计制造及其自动化方面的基础知识为其主要内容。毕业生应能具有在工业生产第一线如设计部门、生产部门(车间、生产装配现场等)独撑一面的实际工作能力，不但要掌握专业知识，如机械设计与制造以及自动化方面的知识，而且还要求具备诸如科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面知识。如果知识面过窄，只掌握业内技术知识，则在面临科技新产品开发、应用研究等方面问题时，便会不知所措，错过产品开发的好时机，给企业造成损失。市场经济需要懂得运行管理和经营销售方面技能的产品设计者，市场需求决定了产品的未来命运，从而也决定了企业的命运。

1.2专业地位和应用

在一些以理工科为主的大学中，机械类专业的课程基本上各系中都有设置，机械类的最终产品，现在大都是机电一体化、机光电一体化的产品，找不到一种脱离机械而能独立存在的工业和产品。比如医学，似乎和机械没有多大的关系，但医疗中的一些诊断设备，如CT机、核磁共振仪等都是现代高级机电产品，现代医学对机械的要求愈来愈高，并越来越依靠机械。在我国传统的中医中药行业中，中药成品化，即将中药做成如同西药制剂(如针剂)一样，便于医疗操作，便于对药物的吸收，以提高药效，为此，也必须加强在中医中药制作中的机械化和自动化。再比如电子工业中，有的线路板上有成百上千个焊点，现代的生产工艺，只要把线路板在熔化了的焊锡槽里一浸，就可以完成，从根本上摒弃了原始手工焊接的生产方式，使质量更有保证，工时大为缩短，从而降低成本。

在这样的生产过程中，线路板输送、浸锡等各步骤离开机械化设备是不可设想的。如果还是手工焊接，不仅费时费力，而且质量还不能得到保证、成本不能降低，同时产量也会受到限制，家用电器也就无法普及了。

汽车、拖拉机等车辆工程方面均以机械类课程为主课。而其他如仪器仪表类、化工类、电子类、光学类等专业则属于近机类或非机类，在这些专业，一些机械专业的技术基础课程也作为重要的专业基础课加以设置。

机械工业是一切工业的基础，这本身就确定了它重要的地位。机械类专业的某些课程是理工科高等院校各类专业的共同基础课，如机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等，只有在掌握这些课程知识的基础上，才能继续后续课程的学习。随着现代科技的发展，有些产品被淘汰，被其他更新、更先进的科技产品所取代，比如晶体管淘汰了电子管。但至今，机械设计制造及其自动化专业不能被其他专业所代替，它一直是综合科技中最基础因而也是很重要的专业，具有重要的地位。

机械设计制造及其自动化专业的设置，避免了原先纯机械的局限性，拓宽了毕业生的就业领域，改

机械工程学科简介 变了以前机械专业的毕业生主要在机械设计、机械制造领域就业的局面，使更多的学生毕业后能够进入到计算机、电子、通信、金融甚至房地产等领域，从事技术管理工作。像中国机械进出口总公司、中国电信集团公司、中国北方工业、北京机电研究院等单位都有大量的该专业毕业生。近几年来，供需见面、双向选择，使得学生毕业后的就业门路更加宽阔，外企、合资、国营、民营甚至私营企业里，都有该专业生工作的身影。毕业后自己创业的，也大有人在。

1.3前沿领域和新技术

20世纪是人类文明、科技发展最光辉的百年。这个人类历史长河中短短的一瞬间，人们首先用汽车解脱了双脚的步行之苦。尽管18世纪就发明了火车，但受到铁轨的限制，而未能广泛使用。虽然在1885年就发明了汽车，但直到1908年福特汽车开始大量生产后，才使得汽车成为普通的产品。自1927年林德伯格成功地飞越大西洋之后，便开始了动力飞行。34年后，第一个宇航员加加林又进入了太空，实现了太空飞行的梦想，到20世纪末，人类已能冲出太阳系，开始在太空建造居住地——宇宙空间站。人类将往返于地球与空间站之间对苍茫太空进行探索和开发。在这百年之内设计制造出了各种加工机床、机器人、电子芯片、计算机、电视机和各种方便快捷的通信设备，这一切使人类的生活方式和生产方式发生了极大的变化。

在21世纪，人类的生活将会更加辉煌、更加绚丽。汽车将既能在地上跑又能在空中飞还能在水里游，飞机将以几倍的音速飞行，而宇宙飞行也将向普通人开放。人类可以自由地在陆地上、海洋里甚至太空中居住，地面运输主力将是极高速的磁悬浮列车。微型机器人可以通过注射器进入到人的血管中为人治病，使人的寿命大大提高。可视电话使人们可以看到万里之外的亲朋好友，并且能如同面对面的相视交谈。人们的住宅将成为高度自动化的、可遥控的、宽敞的艺术建筑。新技术的应用将使太阳和海水成为主要的取之不尽、用之不完的能源。人们将设计制造出现在无法想象的未来产品，使人类的生活质量空前提高。

在我国，虽然机械工业仍然比较落后，但也在不断地发展，机械工业已有了很大的飞跃，已经成为世界制造工大国。

在机械学术研究方面，我国在很多领域中已赶上国际水平，并挤身于世界领先行列。比如，机床颤振非线性理论、电接触可靠性理论、超塑挤压定形规律、圆弧齿轮强度分析理论、农机仿生减阻脱附机理、弹性流体润滑理论、空间并联机构理论和计量型原子力显微镜等方面的研究已达到国际先进水平。

在新发明、新创造方面，有渐开线环形齿球形齿轮机构、高温下材料力学性能测量装置、超精密加工表面微观形貌在位检测仪、等角速万向联轴器、稀土化合物摩擦学特性和测试装置等。

在有些领域中，理论已转化为生产力，产生了很大的经济效益，如系列飞机安全可靠性研究、大型汽轮机组轴承系统的摩擦学设计、机器人离线编程系统HOLPS及其应用等。

科技发展至今，时代对机器的要求、对机械的要求，早已不像从前那么简单了。不同学科的交叉融合将不可避免地产生新的学科聚集。经济的发展、社会的进步与人类新的需求又对当前的学科产生了新的要求和期望，这种学科的聚集与对学科的期望，形成了科学的前沿。这种前沿也可以理解为已经解决了的课题和尚未解决的课题之间的界域。当然这个前沿是随时间和发展程度而向前推移的，这种动态前沿的前进将给人类带来更多的辉煌和希望。因为昨天的末解课题，明天会解决，而已解决的问题与更待解决的问题之间又将形成新的前沿。

机械工程学科简介 多种学科的综合应用或称它们的集成，特别是包括了信息科学、材料科学、控制科学、生命科学、纳米科学、管理科学等科学与制造科学的交叉融合，组成了21世纪机械科学的主流和前沿，在这些现代科学的交叉融合，学科的集成过程中更会将前沿向前推进，更快地改变世界。具体而言，21世纪机械工程科学的重要前沿涵盖了各种制造方法学、制造系统与制造信息学、纳米机械与纳米制造学、仿生机械与仿生制造学、制造管理科中可重构制造系统之间的交叉融合与集成。

目前，我国的经济与制造技术在许多方面与国际水平相比还有着较大差距。如大型复杂机械系统的性能优化设计、机电产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、特殊工况下的摩擦学、制造过程三维数值模拟和物理模拟、超精密和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域，虽然做了很多研究，但许多与之相关的科学技术问题尚未解决。典型的诸如并联轴机床的精度、刚度等问题仍为国际性的难题。有关制造模式的研究目前尚处于摸索阶段，虚拟制造技术还仅限于仿真模拟。

设计制造的知识、信息和数据的获取、传递和处理所涉及的应用研究、生物制造、微型机械等领域与国际水平的差距还较大，任重而道远，迫切需要有识之士投身于机械学科的发展洪流之中，这里还有许多有待开发的领域，在这些具有前瞻性、交叉性、先导性、基础性和应用性的前沿课题研究中将会大有所为。

1.4主要专业知识学习和实践

机械设计制造及自动化包括了机械设计、机械制造和自动化三个方面内容。

大学中的课程大致可分为理论基础课、专业基础课和专业课三大类。机械类的理论基础课大致包括大学英语、高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学化学、计算机基础、中国革命史、马克思主义哲学原理、毛泽东思想概论、邓小平思想概论、体育、法学基础等，这些课程为以后所学的各门课程打下理论基础。机械类的专业基础课大致包括机械制图、互换件与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械制造基础、金属材料与热处理、电工和电子技术、模拟电子技术、微机原理及应用、控制工程基础、现代设计方法等，这些课程是从理论基础课向专业课过渡的中间课程，只有学完相应的专业基础课，才能进行专业课的学习。机械类的专业课大致包括金属切削原理与刀具、金属切削机床、机械制造工艺学、液压与气压传动、数控技术、计算机辅助机械设计、机械制造装备设计、机电一体化系统设计、CAD／CAM原理等。对于汽车与拖拉机、车辆工程、流体传动等专业方向，其专业基础课还有流体力学、工程热力学、传热学、燃料与燃烧、自动控制理论基础、现代测试技术基础、机电控制工程等，专业课还有内燃机学、车辆概论(包括车辆结构与车辆设计、汽车学)等。

在四年的本科学习期间，除以上介绍的理论基础课、专业基础课和专业课外，学生可根据自己的喜好选择学校设置的各类选修课，以扩展自己的知识面，开阔视野。通常开设的选修课有第二外语、现代机械工程、机械优化设计、内燃机设计、汽车车身结构与设计、有限元基础、机械振动学、企业管理概念、创新设计、技术经济学、工业产品造型、车辆传动、汽车造型、工业机器人，以及各类设计软件如CAD、模具设计等。以上课程，各学校、各专业视不同的具体情况和不同的要求可有不同的设置，有些学校还有其他最新课程设置，如虚拟制造等。

除以上课程设置外，机械类专业还有专业实践环节，包括实习(践)和课程设计，主要有人文社会实践、制图测绘、金工实习、电子实习、认知实习、生产实习、毕业实习、机械原理和机械设计课程设计、机械工程学科简介

机械制造工艺学课程设计、CAD综合应用课程、文献检索、毕业设计等。2.材料成形及控制工程专业

材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业，主要研究金属材料、非金属材料、超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化与智能控制、质量检测和可靠性评价等。它以机械学和电子学为主干学科，主要学习机械设计与制造的基础理论，掌握金属、非金属材料成型的基础理论及各类成型模具的材料选择与设计方法。目前，许多院校把它分出详细的专业方向，如根据材料本身的性质，分为金属板料成型工艺及模具设计、塑料成型工艺及模具设计、纸浆模塑成型工艺与模具设计3个方向；依据材料成型的过程分工，分为材料成型与晶体生长、焊接成型及控制、模具与计算机辅助设计3个方向。

2.1专业方向和特点

材料成形及控制工程专业的培养目标是：培养具备机械热加工基础知识与应用能力、能在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

该专业着重培养学生获得以下几方面的知识和能力：

(1)具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；

(2)较系统地掌握专业领域宽广的技术理论基础知识；

(3)具有专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语能力；

(4)具有专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，并了解科学前沿及发展趋势；

(5)具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力；

(6)具有较强的自学能力和创新意识。

该专业的培养方向除了以铸造工艺技术及生产的机械化和自动化、塑性加工工艺技术及生产的机械化和自动化、焊接加工工艺技术及生产的机械化和自动化的主要目标外，还应大力研究对材料的热处理和化学处理等方面的理论和技术。

该专业研究通过对材料加热做各种不同的工艺处理，以获得所需要的不同使用性能、形状和精度。工艺过程中的温度环境与切削加工的常温环境有很大区别，材料可随温度的升高而产生结构上的变化，在某一特定温度下，施以热加工工艺，可以获得冷加工(如切削加工)工艺中不能获得的某些特殊性能，比如可以将毛坯变软，经冷加工后再变硬，可改变材料的强度、刚度等方面的性能。

2.2专业地位和应用

材料成形技术是机械制造业的重要组成部分，是任何机械的基础。它不仅是机械零件毛坯成形的基本途径，也可作为某些零件的最终成形的制造工序。材料成形工艺不仅可使原材料加工成符合一定形状要求的零件，还由于在材料成形过程中材料的内部组织、结构都将发生变化，从而影响到材料的使用性能。因此材料成形工艺担负着“成形”与“改性”的双重任务。材料的性能是保证机械零件使用安全、可靠、持久的关键，而热加工对成形件的性能影响非常大，因而对成形件的质量控制具有重要意义。没有成形设备的机械化、自动化、智能化做保障，保证成形件的质量是难以达到的，因此成形机械与设备

机械工程学科简介 的设计制造技术也就成了成形工艺稳定性的基本保证。材料成形与控制工程在保证机械产品及产品质量上占有非常重要地位。

该专业在机械工业生产的以下几个方面发挥重要作用：

(1)根据国内外市场需求，设计相应的成形机械与设备或机电一体化产品，进而研制更新型的成形机械与设备；

(2)结合成形机械与设备的改造与设计，促进热加工新工艺的研究和开发；

(3)研制开发应用于成形机械与设备系统中的自动化技术；

(4)对热成形机械与设备的性能进行测试和分析，对热成形机械与设备加工质量及性能进行检测与试验；

(5)对材料成形机械与设备制造业进行技术经济分析和生产管理的研究；

(6)开发推广计算机在材料成形及控制工程领域中的应用。

材料成形及控制工程专业的学生，毕业后既可以在高校、研究院所等科研单位从事材料科学尤其是新型材料的研究与探索，也可以在公司、企业从事设备的开发和研制，还可以在机械设备进出口公司从事业务工作，以及在企事业单位从事专业管理工作。专业及知识面的拓宽，将促进更多的毕业生更快地融入社会的各个行业之中，发挥各自的聪明和才干。

2.3主要专业知识学习和实践

该专业的理论基础课主要包括大学英语、高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学化学等，此外还包括一些必修课，如中国革命史、马克思主义哲学原理、毛泽东思想概论、邓小平思想概论、体育、法学基础等。必修的专业基础课主要包括机械制图、互换性与技术测量、理论力学、材料力学、机械设计基础、材料热力学、电工和电子技术、微机原理及应用、物理化学、材料科学基础、材料相变原理等。专业课主要包括热处理工艺学、陶瓷材料学、材料加热设备、材料热成形工艺、材料表面技术、材料热成形设备等。专业选修课主要有材料X射线测试与分析、材料电子显微分析、功能材料、材料物理性能、计算机在材料科学中的应用、复合材料、超微材料、精细陶瓷、锻压工艺及设备、材料CAD、粉末冶金等。专业实践环节主要有人文社会实践、金工实习、电子实习、生产实习、实践训练、机械设计课程设计、材料工程工艺设计课程设计、材料综合实践、文献检索、毕业设计等。

3.工业设计专业

工业设计专业属机械类中的第三个专业(可授工学或文学学士学位)。工业设计专业与前述的机械设计制造及其自动化专业的区别是，前者更倾向于工业产品的外形设计、广告设计、展示设计、企业形象设计和公共环境系统设计等，而后者则是以产品的使用性能、强度、刚度、结构、原理等方面为侧重点。当然，以工业产品的外形设计等方面为主要学习内容的工业设计专业，对学生的美术修养与绘画能力要求更高。

3.1专业方向和特点

工业设计专业以产品造型设计为主，同时涉及视觉传达和公共环境设计等，强调的是设计开发能力、设计实践能力、CAD应用和设计管理能力的培养。

工业设计成为独立专业的历史虽然并不算长，但它在工业领域中的作用越来越大。由最初着重于工

机械工程学科简介 业产品造型设计，发展成为包括广告设计、展示设计、企业形象设计和公共环境设计等多方面形象设计的不可缺少的专业。理工与美术的结合适应了社会发展，更适应了产品的社会竞争。随着科学技术的迅猛发展，特别是高科技专业的迅猛发展，如计算机业和通信业等，经济贸易国际化的形成而带采的激烈竞争、工业发展和资源滥采而带来的世界范围内的环境污染，为工业设计专业提出了多方面的更高的要求。在今后的发展中，除保持原来的内容以外，将在多层次、各种技术的集成和绿色环保等多方面的综合要求下，担负起更艰巨的重任。

该专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

(1)具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；

(2)较系统地掌握专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括工业设计工程基础、设计表现基础、设计基础、设计理论、人机工程、设计材料及加工、计算机辅助设计、市场经济及企业管理等基础知识；

(3)具有新产品研究与开发的初步能力，有较强的表现技能、动手能力和美学鉴赏能力及较强的计算机和外语能力；

(4)具有专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势；

(5)具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力；

(6)具有较强的自学能力和创新意识。

3.2专业地位和应用

工业设计专业的主要内容是工业产品设计，包括设计理念、设计方法、造型材料和工艺、机械与结构、计算机辅助设计，同时也兼含现代广告设计、展示设计、企业形象设计和环境系统设计等内容。

该专业学生主要学习工业设计的基本理论与知识，具有应用造型设计原理和规则处理各种产品的造型与色彩、形式与外观、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与人文、产品与环境、产品与市场关系的基本能力，并将这些关系统一表现在产品的造型中。

工业设计专业的毕业生就业门路宽、适应能力强，在电视台、广告公司、演出公司、展览中心等单位，他们工作得心应手、尽显才华，在像联想、长虹、康佳、诺基亚这样专业技术性很强的公司，他们也都有一席之地，并胜任工作。

3.3主要专业知识学习和实践

该专业的理论基础课主要包括大学英语、高等数学、线性代数、概率论及数理统计、大学物理、大学化学、设计概述、设计简史等，此外还包括一些必修课，如中国革命史、马克思主义哲学原理、毛泽东思想概论、邓小平思想概论、体育、法学基础等。专业基础课主要包括工业设计概论、机械与结构设计、人机工程在设计上的应用、计算机基础、工程制图基础、电路和电子技术、绘画透视、基础素描、色彩写生、立体构成、速写、设计素描、三维形态设计与模型制作、色彩构成、市场调查等，其他还有设计方法论、图案、计算机辅助图形设计、文字与标志设计、设计程序、产品设计及模型表现等。专业课主要包括电子产品设计、虚拟产品设计、产品包装设计等。专业选修课主要包括产品摄影、色彩设计、室内设计、专业外语、设计分析、市场调查、效果图、设计管理、艺术欣赏、设计心理、灯具设计、应用印刷、广告设计、展示设计等。专业实践环节有人文社会实践、金工实习、生产实习、色彩写生、毕业设计等。

机械工程学科简介 4.过程装备与控制工程专业

过程装备与控制工程专业属机械类的第四个专业，其主要由化工设备与机械专业经过拓宽专业领域范围和扩展专业内容演化发展而来。该专业既是适应国民经济发展、顺应高等教育改革变化而构建的面向21世纪需要的新专业，又是为我国经济建设的发展，尤其是为我国化学工业的发展立下汗马功劳的原化工设备与机械专业的演变发展的结果。

4.1专业方向和特点

过程装备与控制工程专业既有化工机械专业较为长久的历史，又有经过拓展充实的新的专业面貌。该专业将面向化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全等部门，培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识，能够从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。相比过去的化工设备与机械专业方向，新名称下 的专业拓宽了面向行业范围，由化工设备与机械领域拓展为九个行业，由过去的设计、制造、研究、运行、管理老五大任务，变为工程设计、技术开发、生产技术、经营管理、工程科学研究新五大任务。

过程装备与控制工程专业中的“过程”(工业)是指处理流动型材料(如气体、液体、粉粒体等)，以改变物料状态或物理与化学性质为主要目的的工业。过程装备与控制工程专业中的“装备”一词，其内涵大于装置和设备两词。根据有关资料对其内涵的解释，共同完成一个任务的一组设备为装置，生产用装置与其他辅助装置的总和称为装备。该专业不仅要掌握单独设备的设计应用，还要研究与解决设备与设备之间在生产中的联系，以及生产设备与非生产装置之间的联系。过程装备与控制工程专业中的“控制工程”，要求的程度主要有三：其一是掌握控制工程学科的基本理论、基本知识；其二是掌握控制技术；其三是了解理论前沿。从这三项要求可知，该专业对控制工程的要求为对常见的过程设备，如流体输送设备、传热设备、传质设备及反应设备等，可进行操作控制，能够选择控制元件，进行控制系统的设计。

过程装备与控制工程专业具有区别于其他产业机械的显著特点。首先，过程装备(例如化工装备)的设计、研究、开发、制造和运行，都与装备内部的物理的或化学的过程密不可分，与其外部所提供的环境条件密不可分。其次，由于装备运行工艺过程复杂多样，有大到千万吨级的巨型炼油装置系统、百万吨级的大型烯烃成套系统，小到数吨级高纯度精细化工产品装置系统及涉及人造血浆制备系统等，这就要求从事过程装备的设计、研究、开发的技术人员必须同时具备“过程”与“装备”两个方面的知识基础。

随着现代科学技术的进步与发展，大型化、精细化、自动化的过程装备中，流程参数(如温度、压力、流量等)与过程的进行必须精确地自动控制，这样才能达到装备高效、安全、可靠地运行。过程装备与控制工程专业将“过程”、“装备”与“控制”三个相关学科(例

如化工、机械、控制)紧密地结合在一起，充分体现出21世纪技术发展的方向，也展现出过 程装备与控制工程专业“过程(化工)、机械、控制”三位一体的专业特点。

4.2专业地位和应用

化工机械专业改造为过程装备与控制工程专业之后，专业面拓宽，覆盖了原有化工设备与机械专业，以及真空技术与设备、制冷与低温技术、液体机械与流体工程、天燃气储运工程、制糖工程、油脂工程、机械工程学科简介 纸浆造纸工程、制药工程等专业的部分范围。这些专业可以算作“过程”工业的一部分，化学工业在这些工业中占有较大的比重。不论哪个工业部门，生产装备都是其行业的支柱，由此可见，该专业仍然会在其对应的行业范围内占有重要地位。

过程装备及控制工程专业的设置是经过多方调研和反复论证之后才确定的。在修订新的专业目录工作之初，原想将化工机械专业划归机械设计制造及其自动化专业。一些院士、专家和各高校教授与负责人从专业特点和重要性出发，提议教育部将其改为现在的专业名称。教育部接受了各方的建议，在机械类专业中保留了此专业。这个小小的故事也说明了该专业在国民经济中的地位，说明了化工机械专业经过改造后与国家工业体制、国民经济发展的需要、我国高等教育体制改革是相适应的。

该专业的应用范围是广泛的。首先，化工设备与机械专业的毕业生已经走出单纯的化工机械或化工行业，每年仅有10％的毕业生留在化工机械制造行业工作，85％以上的毕业生进入化工、轻工、以及其他各行业工作。教学内容变更后，其知识能力结构从“化工＋机械”扩展为过程工业、机械、控制和管理四个方面，更加符合整个过程工业的需要。

4.3主要专业知识学习和实践

过程装备与控制工程专业的特点是“过程”、“机械”、“控制”三结合。理论基础课和前几个专业大致相同，主要的专业基础课和专业课有物理化学、化工计算、化工原理、工程热力学、流体力学、粉体力学、计算机控制技术、计算机应用技术、化工装置设计、控制与管理技术等。各学校在拟定教学计划时，略有差异。各门课程在四年的学习中形成几条知识线：由政治理论系列课程组成思想教育一条线；由大学英语、科技外语、专业外语、文献检索等课程组成外语学习和应用一条线；由机械制图、计算机制图、工程力学、机械原理、机械设计、工程材料和机械制造基础等课程组成机械设计一条线；由化学、物理化学、化工原理等课程组成化工基础一条线；由大学物理、电工学基础、电子学基础以及过程控制基础等课程组成电控基础一条线。按照教学改革中的要求，专业课一般开设化工机械、过程控制基础、化工单元操作与设备等，此外还有有限元、断裂力学等选修课。

该专业的主要专业基础课和专业课有：

(1)化工技术基础课群，包括物理化学、工程热力学、化工原理，主要学习化学工程原理、化学热力学的溶液、相平衡理论以及节能技术的原理，其中化工原理是最为重要的化工基础课程，它主要讲授传质单元操作、流体流动时的理论计算和各种传热过程的基本理论。

(2)电学及控制基础课群，包括电路与电子技术、控制系统设计、仪表与测试技术等，主要学习电工与电子学方面的基础知识，学习怎样测量过程装备中的温度、压力、液位等技术参数以及常用的控制系统的结构、原理特点和适用场合，学习典型单元设备(流体输送设备、传热传质设备以及化学反应器等)的控制方案等。

专业课包括过程装备设计和过程机械等课程，各学校采用名称差别较大，也有一些学校在课程名称上仍用化工容器设计、化工设备设计、化工机器等名称。在学习化工用设备及机器的基础上，扩大到其他过程行业。专业课主要学习如何设计这些专业的生产设备和机器，学习如何将这些装置组成一个成套设备。

专业课除了必修课外，开设的选修课较多，例如压力容器安全技术、化工流体密封、化工机械制造、成套设备可靠性、投资决策和成本管理、制冷技术等，各院校根据自己的科研方向和成果以及学科特点

机械工程学科简介

开设选修课或讲座，主要为开阔学生眼界，使他们了解最新技术发展状况。

实践环节也是过程装备与控制工程专业学生获得工业生产基础知识、锻炼动手能力、掌握基本科研方法的重要环节，其中包括单独设立的实验课，如物理实验、电工电子实验等，也有了解各种机械加工手段的金工实习。实践环节中还有认知实习、生产实习以及与毕业设计相结合的实习。

一些了解机械工程学科发展、现状与发展趋势的文献：

[1]王建明．科学与技术[M]．沈阳：东北大学出版社，2000．

[2]胡显章，曾国屏．科学技术概论[M]．北京：高等教育出版社，1996． [3]吴明表．工程技术方法[M]．北京：机械工业出版社，1989． [4]宋健．现代科学技术基础知识[M]．北京：科学出版社，1994． [5]周光召．现代科学技术基础[M]．北京：群众出版社，2001． [6]王中发，殷耀华．机械[M]．北京：新时代出版社，2002。

[7]《机械工程导论》教学组．机械工程导论(内部资料)．杭州：浙江工业大学，2006． [8]JonathanWickert．IntroductiontoMechanicalEngineering(机械工程导论)[M]．

影印版．西安：西安交通大学出版社，2003．

[9]陈永久．机械基础[M]．长沙：国防科技大学出版社，2006． [10]黄宝强．走进科学和技术[M]．上海：复旦大学出版社，2004．

[11]中国工程院《新世纪如何提高和发展我国制造业》课题组．新世纪的中国制造业[N]．

经济日报，2002—7—4．

[12]雷源忠，滩建斌，丁汉，等．先进电子制造中的重要科学问题[J]．

中国科学基金，2002，16(4)：204—209．

[13]宋健．制造业与现代化[J]．机械工程学报，2002，38(12)：1—9． [14]杨叔子，熊有伦．重视制造科学的研究[J]．科学时报，1999—7—14．

[15]杨叔子，吴波．先进制建技术及其发展趋势[J]．机械工程学报，2003，39(10)：73— 78． [16]杨叔子，吴波，李斌．再论先进制造技术及其发展趋势[J]，机械工程学报，2006，42(1)：1—5． [17]杨叔子．知识经济。高新科技·历史责任[J]，中国机械工程，1999，10(3)：241—246． [18]路甬祥．坚持科学发展，推进制造业的历史性跨越[J]．机械工程学报，2007，43(11)：1—6． [19]杨叔子，史铁林．以人为本——树立制造业发展的新观念[J]，机械工程学报，2008，44(7)：1—5．

列为20世纪机械工程方向前十位的杰出成就分别为：汽车、阿波罗登月、发电、农业化、飞机、集成电路、空调和冷藏、CAD／CAM／CAE技术、生物工程、编码与标准化，无一不是机械工程专业化和综合化的体现。

第三篇：机械工程智能化的发展趋势研究

机械工程智能化的发展趋势研究

摘 要 机械工程智能化发展是现代科技发展和经济发展的必然要求，实现机械工程智能化发展要以改善机械制造工艺，研究新型智能化材料，进行制造自动化智能化，生产管理智能化为研究重点，切实深入探索、研究实现智能化机械工程，提高经济发展和社会发展。

关键词 机械工程 智能化 发展趋势

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

21世纪是智能化科学技术发展的时代，随着现代计算机技术的日趋成熟和科学制造技术的不断发展，以信息化为基础，集成制造技术为载体的机械智能化已经成为现代机械工程发展的主流方向。在微软公司新一代windows 10 操作系统发布会上展示了一系列高科技产品以及先进制造技术成果，如全息投影智能眼镜、智能语音助手等将计算机微电子技术与机械制造完美结合生产出现代智能化科技产物，象征着机械制造工程向人工智能发展的趋势。

1机械工程智能化的意义

机械工程是国家支柱型产业，是人民生活和工业生产的基础，它为第三产业的发展提供强有力的支持，是社会经济发展的保障。机械工程技术应用于社会生活、工业生产的各个领域，为社会生活和工业生产提供必要的劳动工具设备和生产资料，极大地提高了社会生产效率和效益，促进了经济高速发展。同时人类社会经济的迅猛发展要求机械工程技术进一步的改革和发展，推动机械制造技术向人工智能、生产智能的方向改革创新发展，推动社会生产力的变革，再次解放生产力，推动人类经济和文明前进。

机械工程智能化是将传统机械工程技术与先进信息化技术融合而成的机械电子一体化的自动化机械控制加工技术。它不仅大大地解放了人类体力劳动，更继承了脑力劳动，并运用计算机技术融合网络化、信息化、集成化和自动化的特点进行智能化分析计算和控制加工制造。极大地提高了劳动生产效率和产品质量，将生产制造、管理、销售、使用和维护集成，形成智能一体化产业链。

2机械工程智能化的现状

随着智能手机的普及，智能产品已经逐步普遍进入人们生活中。智能手表、智能电视、智能家具、智能手环等电子设备为人们日常生活、工作、健康等方面提供了一个全新的智能化信息化时代。智能电子设备为人们日常生活提供了巨大的便利的同时，也使人们意识到现代工业正在从传统机械制造工程渐渐过渡到智能化机械工程时代。科学技术是第一生产力，智能化科学技术使现代科技产品更新迭代更快，新兴科技层出不穷，人们生活质量极大提高，成为机械工程发展的里程碑。

但是由于传统机械行业生产理念根深蒂固，生产模式难以迅速调整，生产方式单一，生产机构庞大复杂，以及受机械制造技术、材料、工艺和信息的限制，很多机械工程单位还没有适应信息化智能化机械制造，仍然以传统的制造工艺为主。但随着智能时代的到来，先进制造技术的发展和应用，使一部分企业开始追求产品智能化、生产智能化为一体的先进生产技术。将复杂、难以突破的机械生产工艺和开源高速发展的信息化网络化集成，融合为现代机械工程智能化工业生产。不仅在产品制造加工过程使用自动化技术，在产品测试阶段也使用自动检测和监控技术，大力提高产品检测水平，减小失误率，提高产品质量。在产品管理销售阶段应用现代生产管理技术，将产品数据参数及后续销售维修等结合组成整套产品管理系统，不断根据市场需求，调整经济产业结构，实现智能化机械工程产业。

3机械工程智能化的发展趋势

3.1制造工艺和材料智能化

3.1.1制造工艺

机械产品的制造工艺方案复杂丰富，不同工艺的运用对生产效益，生产成本有重大影响。智能化机械制造对企业生产效率，生产成本，产品质量，环境要求等都有提高和改进。

在制造工艺上，采用机械制造和控制工程相结合的方法，对生产的产品毛坯进行精加工、超精加工以及高速加工等技术增强产品精度，提高生产率；加工过程中采用反馈调节的方法智能化自动修正加工工艺，减少加工误差，提高产品合格率；运用光电技术计算机控制进行激光切割、激光焊接、激光钻孔、激光快速成型的加工技术在数控工作台上完成各种形状、结构复杂的材料加工；运用3D打印技术的增材制造工艺，通过CAD、CAM、PROE等计算机辅助绘图软件智能分析加工。

3.1.2 材料

在材料上，使用纳米制造材料进行光刻纳米、纳隙加工制造；晶体材料、记忆性合金、高分子材料等智能材料进行柔性制造，通过自身的传感功能、反馈功能、自动适应恢复功能对环境做出分析判断，自动智能应变，形成智能地对自身结构进行调整和改变，以适应产品需求。智能材料将广泛应用于建筑设施、航空航宇设备、医疗器械和人工骨骼、军事探测等多个重要领域。

3.1.3绿色制造

采用绿色生产工艺进行绿色制造。机械生产广泛应用于农业生产、冶金化工、石油勘探、矿山、食品加工等工业生产和生活生产中。机械制造尤其是重工业的机械在生产工作中会对环境造成极大的破坏，工业生产未经处理的废水、废气、废渣等污染物严重危害了地球环境，地表、地下、空气造成难以解决的污染问题。因此，提高和改进机械制造工艺和生产工艺，减少对环境的污染是机械工程智能化面临的一大问题。在设计制造时应减少对环境的污染，改进工艺路线，设置对污染物处理后清洁排放的设备；研究使用新型节能环保材料，在提高生产率和生产质量的同时，最大限度地减小对自然环境的破坏，走健康持续发展道路，实现工业发展促进经济发展和自然环境协调发展。

3.2制造技术自动化智能化

制造技术自动化智能化能够优化产品生产工艺，实现产品智能化和生产管理便捷安全准确。制造业的发展需要依靠现代计算机网络信息技术的应用，通过高速发展的微电子技术和计算机应用软件辅助设计、研发、测试、制造机械产品。因此，应当紧密结合计算机技术，将机电一体化科技应用于机械工程中。

3.2.1计算机辅助软件

随着计算机在工业生产中运用越来越广泛，在机械制造中采用CAD、CAM、CAPP等软件进行交互式机械产品设计和几何建模提高生产力。用CAD建立二维或三维模型能够给统一设计制造标准，提高产品设计质量，便于建立产品制造数据库，减小设计误差，方便远程管理和控制；用CAM将设计决策和工艺、操作规划结合利用软件和人工智能技术使用数控机床进行数控编程，进行合理规划生产，节约材料，减少成本；用CAPP集成CAD和CAM形成计算机集成制造系统，建立综合数据库管理制造技术。将设计的产品进行仿真分析，有限元分析确保产品实际使用质量。

将软件设计应用于数控加工技术通过计算机编程实现产品生产，提高产品质量，提高生产率，减少人工生产可能产生的失误。并智能记录生产过程，建立产品生产数据库，便于后续加工维修管理。

3.2.2柔性制造

在传统机械加工中一般是大批量生产，产品各零件需要专用夹具专用机床生产，这些造成生产模式僵化，生产工艺改革力度不大等缺点。在未来智能化机械工程中将采用柔性制造系统，适应了当今产品研发制造换代快，符合装配、运输以及多种产品零件加工。并且具有对于非标准零件加工的优势。对于不同客户的产品生产模式，产业机构，要求都不相同，需要根据实际生产要求制定合理方案，采用相应的生产设备设施进行生产。

进行生产运输使用无障碍管理，既减少了新型产品重新安置的费用成本，也适应的自由化动态化的客户需求，能够最大限度地使生产自由协调化，库存最优化的智能加工，使机械工程智能化生产技术适应不同类型的产品生产。

3.2.3计算机集成制造系统

在将来的机械制造中将全部使用CIMS，采用全面质量管理、生产自动化、柔性制造化创新集成，做到市场营销、产品设计、计划采购、制造工程、库存仓储、财务信息管理等综合化系统化智能管理，优化生产销售链，减少中间环节损失。

3.2.4工业机器人

工业机器人的发展与应用将成为未来工业生产的主力军，与应用将成为未来工业生产的主力军，由于机器人具有可重复编程，有多种用途，可以便捷管理操作的特点，能够代替人力实现自动化生产，减少人力成本。从而实现24小时无间断工作，适用于恶劣复杂环境生产，极大地提高了生产质量、生产效益和效率。

3.3生产管理智能化

智能化生产管理是机械工程智能化的一大重要措施。随着机械工程的发展，企业生产管理制度和方式也会逐渐发生变化。一方面传统的管理模式过于僵化不灵活，造成管理结构紊乱，部门之间不协调，生产效率下降，造成产品生产周期过长，严重影响生产进度，阻碍企业发展，因此生产管理模式必须发生变革；另一方面，智能化生产的兴起必然对传统机械工程管理模式产生影响，新的智能化生产大多依靠信息化数据传输。传统的管理已经不适应于新的生产模式。因此由原来的人工管理转变为计算机系统智能管理，这样能使管理更加准备无误，记录完备，方便备份保留，也能消除人工管理带来的诸多不确定因素，保障生产安全，保护设计研发等重要信息的保密性。采取科学有效的管理方法得出最佳生产方案和安排。为应对生产过程中的安全隐患、资源、设备等问题加强检查。根据实际情况认真考察生产管理和专业人员管理水平，认真制定行之有效的安全措施，合理的管理方案。管理工程中出现的安全情况，生产情况逐项详细记录，做好检测报告，并客观分析归纳，建立管理档案数据库。并在数据库中添加管理部门制定的政策方案，培训资料和安全评估等，结合不断变化的形势和经济环境的发展补充和加强完善现有管理理论体系，为后续生产管理提供合适的理论经验基础。

智能化生产管理能够追踪监控产品设计、生产、运输、销售全过程，便于产品改进，维护和保养。熟悉每个环节，以便发生故障时能及时找出问题环节，及早处理。节约管理成本，减少资源浪费。使信息管理透明化、安全化。使生产管理模式更加完善，管理制度更加健全，减少市场变化的风险和人为干预过度的不良影响，确保企业发展和产品生产依靠市场需求，调整资源配置，实现管理效益最大化和效率最优化。

4结束语

机械工程对社会发展具有重要作用，实现机械工程智能化发展是保障人类社会发展的基础，生产制造工艺的智能化，管理生产自动化、网络化、信息化是智能化的发展趋势。深入研究机械工程智能化发展进程对机械工程发展意义重大。

参考文献

[1] 朱剑英.机械工程智能化的发展趋势[J].航空制造技术，2003（5）.[2] 邓瑞红，王进斌.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].中国机械，2014（21）.[3] 周超华.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].城市建设理论研究，2013（26）.

第四篇：机械工程专业学科简介

机械工程专业学科简介

(Mechanical Engineering)

该学科主要以现代工程机械和车辆为研究对象，研究工程机械和车辆的现代设计理论与方法、检测与维护所涉及的关键基础理论与工程技术。

专业和学科围绕“工程机械”和“工程车辆”这两种对湖南经济发展起重要作用的机械产品，开展以应用技术为主的科学研究和人才培养工作，建立了“机械设计及理论”、“机械电子工程”、“车辆工程”、三个二级学科硕士点。学科形成了“机电系统建模与控制”、“机械结构优化设计技术及可靠性设计理论”、“工程机械机电液一体化技术”、“车辆安全性设计理论与方法”四个稳定的研究方向。从系统建模、结构优化、可靠性设计三个方面研究工程机械及工程车辆的机械结构设计和性能分析的理论与方法；从机电一体化技术集成的角度，研究工程机械及车辆中微电子、信息、控制、计算机、管理等与机械工程科学的交叉融合；在机械制造方面，主要从CAD/CAE/CAM技术集成的角度研究机械制造过程的质量控制与管理技术；在车辆工程领域，着重研究车辆安全设计、车辆与环境作用的机制及安全控制工程领域，着重研究车辆安全设计、车辆与环境作用的机制及安全控制技术。在上述四个研究方向形成了一批国内外有影响的成果和专利，如某大型工业轧机辊系及液压自动厚控系统的建模与分析、结构拓扑与布局优化设计方法、沥青混凝土路面微波加热修复设备、水泥路面超高压水射流破碎设备、车辆碰撞能量吸收机理、车辆智能耐撞与避撞技术等，年均发表高水平学术论文80多篇。近五年获国家奖1项，省部级奖2项，发明专利7项，实用型专利6项。目前主持国家级项目6项，近五年年均科研经费达300多万元。四个方向的学术带头人均为所在领域有一定影响的专家，学术团队中有博士生导师5名，博士学位获得者26位，年均毕业硕士研究生30余人，已具备良好的科学研究和研究生培养条件。

本学位点现有导师20人，其中：教授13名，副教授7人。

一、培养目标

培养适应社会主义现代化建设，德、智、体全面发展的，掌握机械工程技术、自动化技术、电子与计算应用技术的跨学科复合型人才。具有本学科坚实的基础理论和系统的专业知 1

识，具有严谨求实的科学态度和扎实肯干的科研作风，具有良好的身体和心理素质。了解本学科的前沿发展动态，能用一门外国语熟练阅读本专业的技术文献，撰写论文及简单会话，具有较强的计算机应用能力。毕业后可胜任教学、科研、工程设计及产品开发的工作。

二、主要研究方向

1.机械设计及理论

(1)现代筑养路机械设计理论及设备

主要研究新原理、新技术在工程机械中的应用，为现代工程机械提供创新设计原理和技术。研究筑养路机械设计理论及设备产品结构,提高其性能参数,加快产品更新换代，主要目标是提高产品的广泛适应性、作业效率、降低能耗，提高其工作的可靠性和机械使用寿命。

(2)液压系统振动与噪声控制

主要研究工程液压系统流体脉动与冲击产生机理、传播特性、减振机理，研究液压系统振动控制方法与技术。

(3)机电液系统动力学建模与仿真

以提高工程机械系统可靠性、动力性、安全性、效率及环保等使用性能为目标，研究机电液系统动力学系统的建模理论和仿真技术,为现代工程机械机电液系统的性能评估、优化设计、节能设计提供科学依据，寻找改善现代工程机械机电液系统设计的途径。

(4)现代机械协同设计理论与方法

以系统的整体性能最优为目标，用多学科优化设计理论，研究复杂机械系统多目标协同优化设计的理论和技术，探索复杂机械系统新的设计途径。

(5)机械CAD/CAE/CAM

研究工程机械结构的有限元建模与分析技术和虚拟设计与制造技术，开发基于特征建模技术基础上的集成化设计系统，并针对CAD/ CAE/CAM集成中的产品信息建模技术以及面向实际应用的CAD/CAM集成系统进行研究。

2.机械电子工程

(1)机电液系统模型辨识与状态监测

主要针对工程机械及大型工业设备，研究机电液动力学系统动态测试与信号处理、模型辨识和状态监测的理论和技术。

(2)机电液系统集成与控制

以工程机械和工程车辆为对象,应用机电一体化技术进行机械产品的结构、驱动与控制的创新设计，探讨机电一体化技术的应用方法和理论。

(3)流体传动与控制

主要针对工程机械及其它机电液系统，基于流体传动与控制原理、先进控制理论与方法和计算机技术，研究虚拟流体传动与控制工程，流体传动计算技术，流体传动与控制系统的节能技术，液压及流体技术的可移动应用技术等。

(4)精密测控技术

主要研究几何量精密测量技术、现代公差技术、在线测量及监控技术、精密工程及仪器。

3.车辆工程

(1)车用内燃机工作过程仿真与排放控制

基于建模仿真和电子技术开展汽车排放控制，运用控制理论和单片机技术，为优化在用汽车发动机的排放性能提供理论依据与工程手段，所取得的科研成果处于国内先进水平。

(2)汽车安全集成技术

考虑汽车车身结构及其各子系统的瞬态冲击响应特性，将人—车—路作为一个动态耦合系统，进行车辆安全性数值模拟与试验研究；基于建模仿真和电子技术开展汽车主、被动安全控制，运用控制理论和单片机技术，为优化汽车主、被动安全性能提供理论依据与工程手段；研究结构拓扑和布局优化的理论与新方法，为提升车辆零部件和结构性能提供理论依据和实用技术。所取得的科研成果处于国内先进水平。

(3)汽车电子控制理论与技术

运用现代测控理论知识，结合电子技术、传感技术、单片机技术和试验研究等手段，展开现代汽车发动机、自动变速器、电控悬架和电子控制防抱死系统等方面的电子控制的理论与建模、系统抗干扰技术及相关的应用研究。

(4)汽车交通设施设计及制造技术

开展道路交通护栏的设计与制造。

三、学制与培养方式

1.学习年限:一般为2年。

2.实行学分制

总学分32学分（含课程学习学分、必修环节学分、学位论文学分），其中课程学习28学分，实践环节2学分，开题报告2学分。

3、采用全日制研究生管理模式，实行集中在校学习方式。

4、实行双导师制负责制。双导师制是指1个校内学术导师，1个校外社会实践部门的导师，以校内导师指导为主，校外导师应参与实践过程、项目研究、课程与论文等多个环节的指导工作。校内导师主要负责研究生的业务指导和思想政治教育，校外实践部门导师参与实践过程、项目研究、课程与论文等多个环节的指导工作。

第五篇：红色旅游现状及发展趋势

红色旅游现状及发展趋势

摘要：中国红色旅游是弘扬革命精神、颂扬中华传统文化的新型旅游形式，对于加强全民思想政治教育、促进革命老区和红色旅游区经济快速发展有着重要意义。目前我国红色旅游的发展面临形式单一，吸引力不足，层次不高，基础设施不完善，缺少统筹规划，游客单

一、消费水平不高等问题。要促进红色旅游的长期发展，就要采取全面有效的措施解决以上问题。关键词： 中国红色旅游 旅游 旅游文化

一、红色旅游的含义。

红色旅游，是指以革命纪念地、纪念物为外在形式，以其所具有的革命历史、革命事迹和革命精神为内涵，组织接待旅游者进行参观游览，达到学习革命精神，接受革命传统教育和振奋精神、放松身心、增加阅历的目的的旅游活动。

二、发展红色旅游的意义。

红色旅游是反映中华民族革命英烈们为保护民族、振兴中华而戮力同心、同仇敌忾的团结奋斗精神，承载着中华民族的历史传统与民俗文化、共产党人的光辉业绩与革命精神，生动地融入了国人的思想意识形态。发展红色旅游“是巩固党的执政地位的政治工程”，“是弘扬伟大民族精神、加强青少年思想道德教育、建设社会主义先进文化的文化工程”，“是促进革命老区经济社会发展、提高群众生活水平的经济工程”，“是贯彻落实党的十六届四中全会精神、提高建设社会主义先进文化能力的重要举措，是贯彻和落实以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观的具体体现，也是新形势下宣传思想政治教育创新的一个好形式，是一件利党利国利民的实事好事”。

三、红色旅游存在的问题。

1.红色旅游活动形式较单

一、死板，吸引力不足。

红色旅游景区的旅游开发以橱窗、实物展示等静态的呈现方式居多，这种形式既不生动又不活泼，对于旅游者而言缺乏吸引力，难以引起旅游者浓厚的兴趣、强烈的共鸣及互动，旅游者参与程度极为有限。尽管从内容上看，这些红色旅游旨在让游客感受红色文化及革命历史，是高尚而积极的。但是由于形式单

一、死板，最终不可能吸引大量游客，影响红色旅游的效果。且红色旅游虽然承载着宣扬中华民族革命历史的丰富内涵，但它毕竟是一种旅游形式，因此，除了突出其“红色” 的特点外，还应注重它作为一种旅游形式的一般特征，即娱乐性和消遣性，而只有充分利用更多有效而多样化的形式加强游客在红色旅游中的参与性，提高红色旅游本身的趣味性，才能促进红色旅游的长期可持续发展。2.红色旅游景区开发层次不高，重复建设严重。很多的红色旅游景区开发层次肤浅，未能将红色旅游的内涵和精髓深度发掘，脱离了红色景区的传统历史文化，而过于凸显其政治色彩，旅游活动面狭窄、活动内容浅表。因此，很难让游客融入其中。有一部分红色旅游景区因为地理位置、知名度和开发程度等原因，一直存在低层次重复建设的问题，严重浪费了资源。目前的红色旅游景区开发的项目中缺乏“精品项目”和“亮点项目”，难以“留住”游客。此外，有一些红色旅游景区的“红色”特点不明显，旅游景区内或周边被一些大型现代化建筑物环绕，破坏了“红色”景观，使旅游景区整体风格不协调。

3.配套基础设施建设不完善。伴随红色旅游景区开发层次不高，重复建设严重而来的还有红色旅游景区配套基础设施建设的不完善问题。交通和通讯的畅通和发达是形成开放型红色旅游的必备条件，特别是在目前全国红色旅游突飞猛进发展的这一阶段，交通、通讯等基础设施落后则成为制约红色旅游发展的一大“瓶颈”，而且这个问题直接影响到革命老区的脱贫致富和红色旅游景区的长足发展。因此，加快进行红色旅游景区的配套基础设施建设显得尤为重要和紧迫。

4.红色旅游区“各顾各家”，缺少统筹规划，难以形成大气候。在全国红色旅游大兴起的形势下，各地应该将自己区域内的红色旅游发展置于全省、全国红色旅游发展的全局中，这样才能做到整体统筹规划，避免各个红色旅游景区的雷同发展，促成全国红色旅游统筹而又各自凸显特色地发展。在这个过程中，既要主管部门统筹规划，又要使各个红色旅游景区在建设发展的过程中真正站在全局的高度具体落实，这样其主打路线的选择、旅游品牌的树立、旅游项目的策划、旅游产品的开发等方面就会具有大局和长远的战略，以此增强自己的竞争力。

5.游客类型相对单一，消费水平不高。

目前国内红色旅游景区娱乐、疗养等功能不突出，对游客的吸引力不大，且游客群单一，大多是以红色旅游景区为爱国主义教育阵地，所以青少年是游客中的主要组成成分。而且多数是团队旅游，停留时间短，消费不高，因而收入也不高。此外，红色旅游区周边的集群景观或配套的系列性旅游项目缺乏，也影响了游客在景区停留的时间，大多只停留短短两三天，影响了景区的收益。

四、如何保持红色旅游的可持续发展。

在全国掀起红色旅游浪潮的今天，如何针对红色旅游发展过程中的诸多问题，进一步推动和保持红色旅游的可持续发展，如何保持其持久的生命力，是值得深思的问题。

1.进一步扩大红色旅游的综合效益，注重整体有效规划。发展红色旅游应当注重综合效益，把政治文明建设、物质文明建设与精神文明建设有机地结合，使红色旅游的政治功能、经济功能、文化功能最大限度地发挥，从而促进红色旅游产业的发展走上一条良性循环的路子。在这一过程中，一定要充分提炼红色旅游景区的红色文化内涵，将在红色旅游景区发展的历史长河中涌现的革命历史人物，以及他们的英雄事迹充分挖掘和展示。各地区应将本地区红色旅游景区的发展置于全国红色旅游发展的整体规划中，注重统筹互补，形成气候。

2.构建红色旅游产业格局。

目前，国内很多红色旅游景区多采取展板、实物展示等单一的形式，形式简单，内容缺乏吸引力。不少旅游专家表示，只有将红色旅游内容丰富了才能吸引游客，如果红色旅游线路做不到精耕细作，没有众多游客的参与和整个社会的认同，红色旅游就成了一个空泛的概念，爱国主义教育也相应削弱了效果。3.丰富红色旅游内涵。国内有许多红色旅游点“孤立”存在，没有与其它旅游项目或景区形成集群效应，再加上红色旅游景区展示形式单

一、乏味等原因，造成游客在红色旅游景区逗留时间短，能观赏的有价值的景点较少，无法在红色旅游景区形成中长期的游客群，游客消费有限，“回头率”低，经济效益低下。因此，要改变红色旅游区的现状，丰富红色旅游的内涵，就要变“单色”为“多色”，让“孤景”成“群景”，促进多元化游客类型的形成，提高景区的消费水平，提高经济效益。公务员之家 4.加强红色旅游景区的基础设施建设。

对红色旅游景区的基础设施建设加大投入，在交通、餐饮、住宿及其它各项配套服务中凸显优势，在方便游客的同时，吸引更多游客的到来，促进红色旅游的发展，也带动革命老区和红色旅游区当地经济的快速发展。参考文献：

［1］红色旅游的问题与出路。

［2］红色旅游：怎样保持长久生命力。