我國機械工程的現狀與發展探析
時間:2022-01-19 04:19:38
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摘要:機械工程不僅是一門學科,也是一項重要產業。我國機械工程專業在世界大學學科排名比較靠后,起步晚、發展時間短,雖取得了較大的發展,但還需要進一步提升。從發展現狀和存在的問題來看,需要朝著精密化、智能化、綠色化的方向發展。
關鍵詞:機械工程;存在問題;發展趨勢
機械工程(MechanicalEngineering)是一門利用物理定律為機械系統作分析、設計、制造及維修的工程學科,是以自然科學和技術科學為理論基礎,并結合實踐技術,最終應用于研究和解決各種機械中的理論和實際問題的應用學科。機械工程從17世紀蒸汽機的出現開始得到了快速發展,從木質機械發展成為金屬機械,經歷了幾次的工業革命,逐漸形成了機械制造技術、自動化技術及數字媒體技術等結合的機械工程學科特點,已基本具備了較系統的理論體系和較成熟的工程技術。
1機械工程的現狀與應用
1.1機械工程的現狀。我國機械工程技術取得了飛速發展,各種機械設備已經投入到實際運營中,有效地促進了我國社會經濟的發展。在機械工程技術發展中,如液壓挖掘機、裝載機、工程起重機、叉車等機械,不僅發展迅速,而且技術先進,部分已經達到了世界領先水平,同時在鐵路等工程建設領域也發揮了巨大作用。總體來說,機械工程迫切需要加大研究和創新的力度,不斷提高機械工程技術的先進性和創新性。1.1.1基礎研究現狀。我國工業存在起步晚、發展時間短、研發經費不足等不利因素,造成研究進度緩慢、攻克新技術難度大,導致機械工程技術先進性不足。隨著工程技術不斷發展和提升,在機械工程基礎研究領域,也取得了一系列進展和原創性成果,為機械工程的研發提供了一些新理論、新技術和新方法,在國內外也產生了一定的影響,部分領域在國際學術界已占有一席之地。1.1.2工業發展現狀。在高新技術方面尚未完全具備自主能力,許多重大裝備還不能自主設計與制造,創新能力不足。目前,我國只是制造大國,而不是制造強國,大多關鍵核心裝備還是依賴進口。機械工程類企業普遍缺乏核心技術和品牌優勢,在國際市場中只能是低價格的競爭模式,導致貿易增量不增價,甚至跌價的狀況。近年來,出現了國內幾大機床企業相繼破產或轉型問題,制造業是一個國家發展國民經濟的基礎,這必須引起高度重視。1.2機械工程的應用。機械工程所研究的領域非常廣泛,包含機械、自動化及電子信息等。既可以自成體系,又可以相互關聯;既可以作為獨立主體,又可以作為輔助工具。隨著科學技術的發展以及數字化技術的應用,所有的行業或領域已不再以獨立的主體而運行,必須相互作用、協同工作。因此,機械工程的應用領域十分廣泛,具體應用體現在以下幾個方面:(1)能源領域。將熱、化學、原子、電、流體壓力和天然機械能轉換為適合于應用的機械能的各種動力機械,或者將機械能轉換為所需要的電能、熱能、流體壓力能、勢能等,機械工程為能源領域提供了能源裝置。(2)農業及輕工業。為更好地發展農業及輕工業生產,機械工程的先進技術廣泛應用于農業機械及輕工業機械,從而滿足人們日益增長的生活物質需求,如常見的作物收割機械、紡織機械等。(3)機械制造業。隨著工業革命的迅速崛起,各種機器設備的大量應用,需要大量的機械加工設備來制造我們所需要的機器和裝備,如常見的車床、鉆床、銑床、磨床及特種加工設備等。(4)交通運輸業。人們生活中使用的交通運輸設備,如汽車、輪船、飛機、高鐵等,其制造、生產及維修都屬于機械工程領域。(5)工程建設。我國的工程建設技術水平比較領先,尤其在道路施工、橋梁建設等領域都離不開施工設備,高效、多用途工程機械需求較大,如挖掘機、裝載機等。(6)家庭生活。洗衣機、冰箱、熱水器等家用電器的生產和制造都離不開機械工程。(7)國防建設。國家軍事建設離不開軍用設備及武器的制造和生產,如坦克、戰斗機、裝甲車、潛艇、雷達等,其生產和制造都離不開機械工程。總的來說,機械工程與我們的生產生活息息相關,涉及到眾多領域,上至國家核心技術,下至人民生活用品,無一不與機械工程密不可分。
2機械工程目前存在的問題
我國的機械工程中高端制造技術較弱,市場份額小,研發設計和創新能力薄弱,核心技術依賴國外;具有國際競爭力的專業化制造技術體系尚未形成;高端制造業的配套能力不足,核心設備和系統主要依賴進口。(1)自動化的實際應用依然不足。目前,我國對于自動化技術的使用依然停留在簡單的數字控制基礎方面,復雜的數字化集成水平較低。(2)生產效率依然較低。我國現如今的生產能力仍不能達到現代化生產要求,很多流水線生產依然以人力為主,雖然有少部分企業已使用了自動化流水線,但由于使用和研發成本較高,無法實現所有生產的自動化。(3)專業技術人才不足。目前,我國機械加工行業面臨著技術工人嚴重缺失,大量職業院校的學生對于機械工程行業的認識還停留在20年前,認為機械加工就是操作機床,就業理念陳舊,職業素養不高,導致人才緊缺。難以適應機械CAD、CAM及CAE技術靈活應用要求。(4)國產機械加工設備與世界先進國家設備有較大差距。目前,我國機械加工設備的精密化、數字化、自動化及智能化程度不足。以五軸數控機床為例,目前依然沒有國產化,單純依靠國外引進,導致復雜精密零件的加工效率低、成本高。
3機械工程的未來發展趨勢
在現階段的技術條件下,現代機械制造技術所取得的發展成效主要體現在柔性制造、虛擬制造以及敏捷制造這幾個方面。3.1機械工程國產設備的精密度與智能化的快速提升。大力研發先進機工程設備,以提高精度為前提,結合智能化、數字化,使國產機床實現產品系列化,使我國的機械加工設備及特種加工設備等形成一套通用的控制系統,不僅可以提高產品適用性,降低使用成本,同時也提高了設備的制造研發水平和精密程度。3.2機械工程專門人才的體系化培養。目前,對于機械工程行業來說,專業藍領較少,專業化高技能人才的需求極大,但因為制度及就業觀念的影響,導致從事專業化、技能化的人才不足。因此,隨著智能化、精密化、專業化的機械工程技術的應用,需要大量的專門化人才培養體系作保障。3.3機械工程的創新及與數字化的結合。機械工程是一門可以與多學科進行結合的行業,其中與材料、控制學科關系密切,跨專業的結合是未來機械行業發展的必由之路,因此在人才培養時就應該進行機械工程相關基礎理論學習,同時要鼓勵科技人員創新創業,認清數字化在未來發展的重要作用,從而完成機械行業的改革與進步。3.4機械工程技術的綠色化發展。隨著綠色產業、綠色制造業的迅速發展,機械工程正朝著綠色環保方向發展。這不僅是人類社會發展的需要,更是節約型社會的需要,也是進一步提升機械工程質量的關鍵。發展綠色機械工程,對機械工程提出了高效、精密、節能及環保的基本要求,體現了綠色化的發展方向。3.5機械工程信息化發展。機械工程企業的信息化轉變需要依靠智能化技術的促進,以便實現企業在生產過程中將人的力量與機械的力量相結合,從而建立了一套完善的系統體系,實現數字及信息化的智能生產。在產品生產過程中,將生產信息及時共享,使調度計劃和生產計劃有效組合,從而形成閉環控制系統。不僅極大提高了生產率,而且能夠提高生產質量。
4結語
在信息技術飛速發展的大時代下,傳統的機械工程需要改造升級,智能化、信息化及協同作業正在日趨完善。但是,我國目前高端的機械工程技術還不成熟,核心技術受制于人,獨創性不夠高,專業人才不足等問題對機械工程行業的發展十分不利。因此,我國要結合現有的技術,借鑒國外先進經驗,加大研發力度,鼓勵技術創新,在完善現有技術的基礎上,使機械工程的自動化與智能得到進一步提高。
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作者:李巨遠 單位:西安科技大學機械工程學院
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