導語：如何才能寫好一篇機械工程學科發(fā)展趨勢，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】 機械工程 研發(fā)應用 發(fā)展策略

隨著時代的發(fā)展與能源的耗費，21世紀人類社會面臨資源枯竭、氣候變暖、環(huán)境惡化、人口增加四個問題，面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。我國要向“制造強國”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，要實現(xiàn)此戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，關鍵在于制造技術的不斷發(fā)展，為了采取應對未來機械工程的發(fā)展，需要正確認識、預測工程面臨這些挑戰(zhàn)，并且加強制造科技創(chuàng)新能力，提升我國機械工程的不斷發(fā)展[1]。

1 機械工程學科的定義與進展綜述

1.1 機械工程學科定義

機械工程學科包括機械學和制造科學兩大領域，主要是研究機械系統(tǒng)的性能、設計及制造的理論和技術的科學。其中機械學是研究機械結構和系統(tǒng)性能的學科，包括制造過程中的機構學、設計學、動力學、傳動學、摩擦學、仿生機械學以及微納機械學等；制造科學是研究制造過程及其系統(tǒng)的科學，制造科學包括產(chǎn)品設計、成形制造、加工制造、測量及儀器、表面功能結構制造、微納制造以及制造系統(tǒng)運作管理等科學。

1.2 我國機械工程研究進展綜述

機械工程研究推動世界制造技術發(fā)展的主要動力，我國的機械工程技術雖然起步較晚，但是在航空、家電、微電子、石化、工程機械等行業(yè)，機械工程自主創(chuàng)新以及取得了長足的發(fā)展，為我國機械工程發(fā)展提供了大批新理論、新技術和新方法，為促進我國經(jīng)濟發(fā)展提供了技術支持，下面將介紹我國機械工程重點領域的發(fā)展情況[2，3]。

1.2.1 機械動力學與傳動學科發(fā)展

非線性動力學、復雜機電系統(tǒng)智能維護是當前機械動力學的前沿領域。聞邦椿率先提出振動利用工程的概念，采用動態(tài)設計方法，創(chuàng)建了振動利用工程學科。近年來，機械傳動和控制的研究主要是高效、低能耗以及微型化。在相關的研究中，超聲電機是較為典型的傳動機械，它突破了傳統(tǒng)電磁效應電機原理，具有結構簡單、噪聲低等優(yōu)點。王家序等針對船舶推進系統(tǒng)的污染問題，提出了新型復合材料水動密封軸承，節(jié)省了大量貴金屬、減少了對河海水的污染，得到了廣泛應用。

1.2.2 仿生機械和生物制造領域發(fā)展

機械工程學科與納米科學、生物科學的交叉近年來的研究熱點，其中仿生機械學已經(jīng)成為一門新學科。任露泉通過研究動物表面脫附減阻，采用仿真模擬和理論分析，開辟了我國機械仿生學領域，近年來根據(jù)該理論研制的機械已經(jīng)應用于農(nóng)業(yè)機械和國防工程。

1.2.3 機械測量學科領域發(fā)展

近年來機械工程研究中，機械測量產(chǎn)生原創(chuàng)性成果最多的領域，關于極端環(huán)境條件、智能數(shù)字化以及尺寸的測量是測量領域的主要發(fā)展方向。葉聲華等利用多種靶標特殊幾何結構，制備了能夠用于空間大尺寸測量的裝置，測量結果穩(wěn)定性好，現(xiàn)已用機和汽車工業(yè)。張書練等正交偏振激光器為核心，研發(fā)了精密測量儀器。秦樹人等提出了“智能虛擬控件”概念，并在此基礎上研制獲得可直接用于組建儀器產(chǎn)品的虛擬產(chǎn)品，該技術已經(jīng)廣泛用于教學測量分析中。

1.2.4 加工制造與設計學科領域

加工制造學科的發(fā)展重點在于高效、高精度以及柔性數(shù)字智能自動化制造技術的研究?？等士频柔槍μ炀€罩電性能的特殊要求，構建相關的理論模型，實現(xiàn)了測量加工一體化的精密修磨技術。譚建榮提出并實現(xiàn)了產(chǎn)品配置等4項設計技術，從而實現(xiàn)了機電產(chǎn)品的功能定制設計。黃慶學等自主設計制造中厚板剪切裝備，打破了國外產(chǎn)品的壟斷局面。韓旭提出高精度數(shù)字化模型的建模方法，提出了應用于汽車零部件的結構優(yōu)化設計技術。

1.2.5 微納制造與納米加工領域

目前微型機械系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢是工程性能優(yōu)化、智能系統(tǒng)集成、批量低成本；而納米加工主要研究是材料加工方法、尺度效應、納米結構及系統(tǒng)的制造。在微納系統(tǒng)設計制造方面，苑偉政等提出了MEMS集成設計工具，支持慣性、壓力、光學、射頻等器件的建模、仿真與分析，能夠為機械、電子等不同工程背景設計人員提供多層次、多入口的任意流程設計。

納米加工領域主要研究是納米納米梁、橋、探針、納機電諧振器結構。董申等采用原子力顯微鏡機械耕犁加工方法，加工出多種復雜納結構。周明等在飛秒激光生物分子納米加工。中科院物理所成功研制出具有對稱式機械結構的雙探針掃描隧道顯微鏡探頭，提高了STM系統(tǒng)的信噪比，并應用于實際。

2 機械工程科學發(fā)展總趨勢

我國的在機械工程科學雖然已經(jīng)取得較大的進展，但是總體上還處于落后狀態(tài)。未來機械工程學科將主要受到制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和學科的演變進步的推動與制約，因此我國機械工程新技術的發(fā)展，需要適應全球化、信息化、綠色化、知識化和極端化的總趨勢發(fā)展，為制造業(yè)提供先進的制造技術。由于我國資源和環(huán)境將在未來面臨空前的嚴峻挑戰(zhàn)，因此機械工程新技術的發(fā)展需要重視環(huán)境的保護、材料和能源的節(jié)省以及新能源制造領域的研究[4]。

3 機械學發(fā)展展望

（1）機械工程學科中機構學是代表性學科之一，因為機構學研究注重機構學基礎理論以及注重與制造的學科交叉，從而使機械工程理論與關鍵技術能夠同時取得突破，制備開發(fā)出性能優(yōu)良的設備，在機器人機構、工程機械、以及仿生機構等工程機構學大有用武之地。

（2）我國的機械設計理論與技術落后，導致中高端技術裝備中自主產(chǎn)權的產(chǎn)品少，因此應該重點推動復雜系統(tǒng)總體設計、復雜機電系統(tǒng)的概念設計、設計支撐系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡的系統(tǒng)性能仿真虛擬設計等領域的理論、方法和技術的發(fā)展，提升機械設計的發(fā)展。

4 結語

目前我國的機械工程科學還處于相對落后的階段，具有較大的發(fā)展空間，為了促進我國機械工程新技術的發(fā)展，需要制定學科的長遠發(fā)展規(guī)劃，加強原創(chuàng)性理論研究以及新技術方法的支持力度，力爭在2020年前后，使我國的機械與制造學科總體上進入國際先進行列，促使我國制造業(yè)產(chǎn)生更多的高技術產(chǎn)品和世界名牌企業(yè)。

參考文獻：

[1]中國科學技術協(xié)會.2008―2009機械工程（機械制造）學科發(fā)展報告[M].北京：中國科技出版社，2009.

篇2

隨著科學技術的迅速發(fā)展，它一方面推動了學科的之間的相互交錯，另一方面也促使工程領域的進一步改造。近年來，特別是計算機日益的小型化與功能化，其使用范圍也逐步的越來越廣。機電一體化技術就是集合了計算機技術、信息技術與微電子技術等于一體的綜合性技術，它的廣泛使用，不僅提高了相關產(chǎn)品的質(zhì)量，更是進一步提升了機械行業(yè)的生產(chǎn)效率。

1.機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

以信息化來推動工業(yè)化的發(fā)展，是現(xiàn)代社會發(fā)展的一項重大的戰(zhàn)略舉措，因為信息化主要是通過計算機的應用來實現(xiàn)的，它的應用開始將工業(yè)經(jīng)濟進一步的轉(zhuǎn)化為信息經(jīng)濟，這個信息化的過程不僅涉及到傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，還涉及到人們的生活方式和基礎設施的建設等等。當然，雖然我國目前的機電一體化技術得到了一定程度的發(fā)展，但是與發(fā)達國家相比，還是存在著十分大的差距。據(jù)相關的數(shù)據(jù)表明，我國信息技術產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值還只有30-40%。這樣的一個差距，也在一定程度上極大的限制了我國機電一體化的發(fā)展進程。但是國家還是十分的重視這一方面的建設，還為此成了專門的機電一體化的領導小組。因為信息產(chǎn)業(yè)是有十分長遠的發(fā)展?jié)摿Φ?，如果能夠通過一些貿(mào)易或者技術轉(zhuǎn)讓，直接的吸取國外先進的技術，在成本的節(jié)約上有著極大的優(yōu)勢。

另外機電一體化主要是由控制技術、計算機技術等等組成的，隨著它們進一步的發(fā)展，也為機電一體化的技術條件提供了支撐，大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展則為機電一體化的物質(zhì)條件奠定了很好的基礎，正是這些支撐，促使著我國的機電一體化正在逐漸的發(fā)展完善。

2.機電一體化的趨勢探討

機電一體化的發(fā)展是十分依賴于相關技術的發(fā)展程度的，因為它不僅包括了計算機學、信息學，還包括了機械學、電子學、光學等等。所以這是一個協(xié)同發(fā)展的過程。由此可以探討出機電一體化的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面。

（1）板塊化的發(fā)展

實現(xiàn)機電一體化的版塊化是一個相當復雜的工程，因為該工程涉及到的廠家繁多、產(chǎn)品品種各異。在進行研發(fā)時各種接口的設計也是各式各樣，例如它既會涉及到機械接口，還會設計到電氣接口等等，這都為機電一體化板塊化的實現(xiàn)產(chǎn)生了很大的障礙。但是該項工作能夠順利的完成，卻對機電與一體化的發(fā)展有著很強的促進作用。例如在進行加減速以及智能調(diào)速的研究時，想要達到更好的視覺處理效果，就必須要做好機電一體化的板塊化處理，只有這樣才能在進行新產(chǎn)品的開發(fā)時有一個較好的標準。同時對于實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)也有著較大的促進作用。當然這就對于標準的制定提出了較高的要求，不論是在部件和接口的選擇上，還是在單元的匹配程度上。當然受著各方面利益博弈的影響，想要制定這樣一個統(tǒng)一的標準，在實施的過程中還是有著一定的難度，但是可以先從一些規(guī)模較大的企業(yè)中試點，再逐步的推廣。我們可以肯定的是，這些標準的制定無論是對技術企業(yè)還是對產(chǎn)品企業(yè)的發(fā)展都有著極大的推動作用。

（2）智能化發(fā)展

21世紀系統(tǒng)化的發(fā)展方向是一個十分重要的發(fā)展趨勢，因為在機電一體化的建設之中，越來越關注人的力量，例如已經(jīng)得到推廣的機器人和數(shù)控機床的使用等等都是智能化發(fā)展的結果。智能化的發(fā)展主要是在，通過人智慧，來完成對機械行為的設定。在這一過程中，不僅囊括了計算機學、數(shù)學、心理學等等知識，還需要人們更多的新思想和新方法，這樣通過人腦智慧的應用，來完成機器的自主決策、判斷推理的能力。這樣對于目標的完成能夠起到更好的控制作用。當然我們不能要求機械能夠?qū)崿F(xiàn)和人類一樣水平的智商，但是通過各項技術的應用，還是能夠融入人的部分智能，這樣也能夠極大的推進其發(fā)展。

（3）小型化的發(fā)展

小型化的發(fā)展主要是指機電一體化朝著一個微觀的趨勢發(fā)展，我們將其統(tǒng)稱為微電子機械系統(tǒng)，這對機電一體化的產(chǎn)品的尺寸都做出了標準化的規(guī)定，而且還有著朝微米和納米級發(fā)展的趨勢。它主要有著耗能少、體積小等等優(yōu)勢，而且其運動方式還十分的靈活，所以在軍事和醫(yī)療上都得到了廣泛的推崇。但是目前其發(fā)展的重難點主要在于微機械技術，因為在完成微機電一體化產(chǎn)品的加工時，都必須要采用精細加工技術的，這類技術不僅包括光刻技術，還包括蝕刻技術。它們在技術攻破和創(chuàng)新上都還存在著一定的難度。

（4）系統(tǒng)化的發(fā)展

系統(tǒng)化發(fā)展主要表現(xiàn)在其系統(tǒng)結構體系既有開放式的特征，又有著模塊化的表現(xiàn)。這就要求該系統(tǒng)是既能夠進行靈活的組合，又能夠隨意的進行拆分，同時還需要各個子系統(tǒng)之間能夠進行很好的協(xié)調(diào)，這樣便于整體的管理。在另一方面，系統(tǒng)化還體現(xiàn)在通訊能力的提升以及產(chǎn)品的人格化特征之上，因為未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢將更加的注重與人需求的結合，因為畢竟產(chǎn)品最終的使用者是人，所以，在進行機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)時，還應該更多的關注產(chǎn)品的“情感”與智能，這樣才能更好的實現(xiàn)人機一體化。

3.結束語

不難看出，機電一體化的發(fā)展如果只是單純的依靠某一方面的力量，是根本無法完成的，它必須受到多方面技術發(fā)展的推動，這也是當今社會發(fā)展的特點的，所以實現(xiàn)技術之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，才是未來發(fā)展的總趨勢。當然，文中所列舉的技術并不是與機電一體化相關的全部技術，它還包含著許多其他方面的技術。目前技術融合的可能性越來越大，涉及的范圍也越來越廣，這極大的推動了機電一體化的發(fā)展。

參考文獻

[1]李軍.淺析光機電一體化技術的發(fā)展[A].海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會.綠色制造與低碳經(jīng)濟一一2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學術報告會論文集[c].海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會：，2010：4.

篇3

【關鍵詞】進展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢；機械工程

0 前言

制造產(chǎn)業(yè)一向是我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱，它和其他的產(chǎn)業(yè)相互扶持，從而推動了世界經(jīng)濟的發(fā)展又促進了世界文明的發(fā)展進程。每一個國家都有自己的發(fā)展特色，從我們國家的角度來看，由于中國將實現(xiàn)從“制造大國”向“制造強國”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，使得我國的制造業(yè)開始了質(zhì)的轉(zhuǎn)變。為了實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)變，就要有強大的創(chuàng)新能力。產(chǎn)品的創(chuàng)新和自主品牌的打造是中國制造業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)，也是未來發(fā)展的巨大空間。

1 機械工程在實踐中的進展

1.1 機械工程自動化在實際生產(chǎn)中的實踐

機械自動化是在實踐中得到充分利用的學科?？梢哉f，以我國現(xiàn)在的國情來看，我國在機械工程方面的自動化發(fā)展還有很長的路要走，我國總體經(jīng)濟與發(fā)達國家相比有著較大的差距。在一些地區(qū)，我們?nèi)匀灰詡鹘y(tǒng)的簡單機械來進行生產(chǎn)和加工，而這么做的原因也相對容易分析，我國擁有較大的人口基數(shù)，提供了相當數(shù)量的勞動力，而低成本的勞動力雖然提高了我國在機械制造領域的實際生產(chǎn)，但卻大幅降低了我國高新科研技術在實際生活中的應用效率。所以我國在實踐生活中，機械自動化的實際應用并不理想。

1.2 機械工程在學科交叉中的實踐

科研創(chuàng)新向來重視團隊合作精神，可以說良好的團隊合作與科學的管理人員配置，是團隊創(chuàng)新必不可少的因素。近些年來，諾貝爾獎獲得者大多的是團隊合作，在機械設計方面也是如此，我國的團隊合作能力在近些年有長足的提高，由以前的“個人研究”到現(xiàn)在的“團隊合作”這一轉(zhuǎn)變既大大提高了我國在機械工程領域的研究效率，也極大的提高了我國機械設計的發(fā)展質(zhì)量，使各個領域的專家、研究團隊能夠通力合作，讓機械工程在各個學科之間起到巨大的作用，既提高了機械工程在各領域的體系，也使其他學科可以在機械工程的支撐下，更快，更穩(wěn)定的發(fā)展，例如：在機械工程科學與電子科學的學科交叉中，在多領域?qū)＜摇⒀芯咳藛T的通力配合之下，計算機產(chǎn)業(yè)在近些年高速發(fā)展，而計算機的輔助設計又可以對機械工程進行指導和研究。例如：在我國的高新技術區(qū)，已經(jīng)成功的實現(xiàn)了“無圖紙”的科學研究和“無圖紙”的工業(yè)制造，這大大減少了科學研究所需花費的時間、精力、金錢，也同樣促進了新一輪的科技創(chuàng)新，這樣的優(yōu)勢十分明顯，使得一些研究人員得以效仿。由此，又可以有新的團隊得以創(chuàng)建，由此開始的良性循環(huán)為機械工程的現(xiàn)代化發(fā)展提供了巨大作用，又同樣也為我國在多領域綜合研究上添了濃墨重彩的一筆。

1.3 機械工程在專業(yè)綜合化中的實踐

綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。機械工程也同樣面對著這個問題。為了能更好地發(fā)揮專業(yè)知識作用，同時加快科研效率，這就需要各個領域?qū)＜业暮献鳎煌I域的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。由于機械工程的知識總量已擴大到遠非一個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是專業(yè)化并不是一個長遠的解決方案，過度的專業(yè)化造成知識過分分割，使得學科相對獨立，縮小了發(fā)展空間，使得研究人員視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局無法從多角度對機械工程進行相應的設計和統(tǒng)籌安排，縮小了技術交流的范圍。而從近些年開始，機械工程開始了專業(yè)綜合化，這大大提高了科研人員的專業(yè)素質(zhì)，也提高了研究效率，開拓了新的視野。所以，近些年我國機械工程在此方面有了十足的進步。

2 機械工程在科技創(chuàng)新領域的研究進展

2.1 機械工程在自動化領域創(chuàng)新的研究進展

在我國，機械自動化一直是機械工程的一個核心組成部分，高新的科研技術都依賴于自動化技術。我國一直以來都是投入大量的時間、精力、金錢來致力于提高我國在自動化領域的創(chuàng)新能力。由于未來在制造業(yè)發(fā)展的大體趨勢為：全球化、信息化、綠色化、知識化和極端化，所以我國在近些年的機械工程在自動化的領域中一直不斷的創(chuàng)新。我們本著研究要 “有所為、有所不為”的方針，堅持科研創(chuàng)新，使得我國在數(shù)字控制機床制造和應用的自動化水平有了很大的提高，而這又為我國在科技創(chuàng)新中提供了有力武器?？萍紕?chuàng)新離不開實際應用，在以前我國尚未開展機械自動化的時候，更多的企業(yè)、單位、工廠都致力于提高傳統(tǒng)的機械加工技術，而在現(xiàn)在機械工程字自動化高速發(fā)展的階段，越來越多的前沿技術在實際生產(chǎn)中得到應用，從而使科技創(chuàng)新有了新的動力，而一些墨守成規(guī)的企業(yè)和單位，都已經(jīng)逐漸的被淘汰，而自動化機床、自動化工廠都得以快速發(fā)展，從而形成良性循環(huán)，既提高了在機械自動化領域科技創(chuàng)新的效率，又提高了市場競爭力，從而使我國在世界占有一席之地。而現(xiàn)在，在自動化領域中，越來越多的技術關卡得以突破，在科技創(chuàng)新中機械自動化有著空前的發(fā)展速度。

2.2 機械工程在學科交叉的研究進展

近些年來，學科交叉一直是科技創(chuàng)新的一大領域，機械工程在近年來更多的開始學科間的創(chuàng)新發(fā)展，例如和信息科學和管理科學之間的交叉結合，既使得在信息與管理學獲得新的發(fā)展空間，加速了各個學科之間的通力合作，又使原有的機械工程科學體系得到相當程度擴展，在近年來這些技術創(chuàng)新都獲得了相當可觀的研究成果。例如“型 MIG 焊接電弧控制法、等角速萬向聯(lián)軸器、超精密加工表面微觀形貌在位檢測儀、”而這些成果的獲得與這些學科之間的交叉、合作、創(chuàng)新都有密不可分的聯(lián)系，機械工程在今后的發(fā)展過程中，也同樣離不開這些學科的支撐。

2.3 機械工程在專業(yè)綜合化的研究進展

機械工程在我國起步較晚，前些年我國對其研究較多是局限于本專業(yè)，對其周邊學科重視不足，從而出現(xiàn)了過度專業(yè)化的現(xiàn)象。但是近些年來，我國的研究人員越來越多的重視綜合化的研究，使得專業(yè)在各個領域開始擴展，同時也獲得了其他學科的技術支持，在各個學科的配合下，我們?nèi)〉昧恕跋⊥粱衔锬Σ翆W特性、微機化現(xiàn)場動平衡儀、磁盤精密沙袋研拋機理、SiC 陶瓷刀具、高溫密柵云紋法、高溫下材料力學性能測量裝置”等一系列令人矚目的研究成果。

3 結語

在現(xiàn)今的社會之中，我們在機械工程這門科學上已經(jīng)有了跨越式的進步，但是我們?nèi)砸逍训恼J識到，由于我國機械工程起步較晚，對該科學的認識還不夠深入，同時我國機械工程的相應高科技技術專利程度不高，自主創(chuàng)新能力不足，所以在未來的發(fā)展上，我國機械工程科學仍有較大的提升空間。為了能夠盡快的提升我國機械工程的有生力量，還需要我們的研究人員更要投入更大的精力、物力、財力，以此縮短逐漸與發(fā)達國家之間的差距。

【參考文獻】

篇4

關鍵詞：機械自動化；節(jié)能節(jié)電；發(fā)展趨勢；技術差異；設計原則

工業(yè)化帶來物質(zhì)高度文明化，為人類生活帶來翻天覆地的變化，一方面，人類享受著高度發(fā)達的物質(zhì)文明，另一方面，人類通過自己的聰明才智創(chuàng)造、發(fā)明眾多技術發(fā)明，進一步推動物質(zhì)文明的發(fā)展。機械自動化是物質(zhì)文明的一大工具，先前的制造業(yè)對生態(tài)環(huán)境造成較大的危害，而機械自動化的發(fā)展推動綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對此，設計綠色的機械自動化產(chǎn)品，將會具有遠大的發(fā)展前途。機械自動化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染環(huán)境，報廢后能回收利用，減少資源浪費。

1.機械自動化的概述

早在1971年日本的《機械設計》雜志副刊上刊登了機電一體化這一名詞，后來隨著機電一體化的發(fā)展而被廣泛的應用。美國機械工程師協(xié)會于1984年為現(xiàn)代機械下了如下定義：“由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。它與前面提及的機電一體化是一致的，因此可以說現(xiàn)代機械就是指機電一體化系統(tǒng)。20世紀90年代國際機器與機構理論聯(lián)合會，給出了這樣的定義，機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設計和制造過程中的協(xié)同結合，因此又可以說機電一體化就是在機械設計制造及其自動化基礎上的發(fā)展。

機械設計制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體，多門技術學科相互滲透、相互結合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科，機械自動化使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品結構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特征的發(fā)展階段。

它的發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展，還將不斷被賦予新的內(nèi)容。但其最基本的特征可概括為：機械自動化的設計制造是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。

需要強調(diào)的是，機械自動化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合性技術，而不是機械技術，以及其他新技術的簡單組合、拼湊，這就是現(xiàn)代機械與機械電氣化在概念上的根本區(qū)別?，F(xiàn)代機械設計制造出的產(chǎn)品，不僅是人和手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征是現(xiàn)代機械自動化和傳統(tǒng)的機械在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2.機械設計制造及自動化設計原則

2.1 滿足對機器的功能要求

任何一種產(chǎn)品都是為滿足人們的某種需要而開發(fā)的，都必須具有某種主要功能，不同的產(chǎn)品具有不同的主要功能。概而言之，都能對輸入的物質(zhì)、能量和信息（即所謂工業(yè)三大要素）進行某種處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息，因此，機械自動化系統(tǒng)也必須具有對輸入的物質(zhì)、能量和信息進行某種處理，從而輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息的主功能。

2.2利用先進技術不斷創(chuàng)新

根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同，可對產(chǎn)品或系統(tǒng)進行分類。以物料搬運、加工為主。輸入物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)（或產(chǎn)品）稱為加工機，如各種機床、交通運輸機械、食品加工機械、起重機械、紡織機械、印刷機械、輕工機械等。以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）稱為動力機，其中輸出機械能的為原動機，如電動機、水輪機、內(nèi)燃機等。以信息處理為主，輸入信息和能量，主要輸出某種信息，如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等的產(chǎn)品稱為信息機，如各種儀器、儀表、計算機、傳真機以及各種辦公機械等。

機械自動化系統(tǒng)除了具備上述必須的主功能外，還應具備其它內(nèi)部功能、即動力功能、檢測功能、控制功能、構造功能。基于上述的功能構成原理，既有利于設計或分析各種機械自動化的產(chǎn)品，又有利于開拓思路，便于創(chuàng)造發(fā)明和創(chuàng)新。

3.機械自動化系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應用

生產(chǎn)過程中，對各個工藝過程的物理量（或工藝變量）有著一定的控制要求。有些工藝變量直接表現(xiàn)生產(chǎn)過程，對產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量起著決定性的作用，例如，精餾塔的塔頂或塔釜溫度，一般在操作壓力不變的情況下必須保持一定，才能得到合格的產(chǎn)品；加熱爐出口溫度的波動不能超過允許范圍，否則將影響后一工段的效果；化學反應器的反應溫度必須保持平穩(wěn)，才能使效率達到指標。有些工藝變量雖不直接地影響產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，然而保持其平穩(wěn)卻是使生產(chǎn)獲得良好控制的前提。

鍋爐汽包是生產(chǎn)蒸汽的設備，幾乎是工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設備，保持鍋爐汽包的液位高度在規(guī)定范圍內(nèi)是非常重要的，若水位過低，則會影響產(chǎn)氣量，且鍋爐易燒干而發(fā)生事故；若水位過高，生產(chǎn)蒸汽含水量高，會影響蒸汽質(zhì)量，這些都是危險的，因此對汽包的液位嚴加控制是保證鍋爐正常生產(chǎn)必不可少的措施。冷卻器的熱載體是冷卻劑，常采用液態(tài)氨等介質(zhì)作為冷卻劑，利用它們在冷卻器內(nèi)蒸發(fā)進吸收工藝物料的大量熱量，使用工藝物料的出口溫度下降來達到生產(chǎn)工藝要求。

近二十年來，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的迅速發(fā)展，加劇了對人類生存環(huán)境的污染，因此減小工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染的影響也納入了過程控制的目標范圍。過程自動化控制的主要目標包括以下幾個方面：保證生產(chǎn)過程的安全和平穩(wěn)；達到預期的產(chǎn)量和質(zhì)量；盡可能地減少原材料和能源損耗；把生產(chǎn)對環(huán)境的危害降到最小限度。

節(jié)約一次和二次能源是國家的戰(zhàn)略目標，也是用戶十分關心的問題，機械自動化產(chǎn)品通過采用低能耗驅(qū)動機構，最佳的調(diào)節(jié)控制，以提高設備的能源利用率，可達到明顯的節(jié)能效果。同時，由于多種學科的交叉融合，機械自動化系統(tǒng)的許多功能一方面從機械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到微電子、計算機系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到軟件系統(tǒng)，從而使得機械自動化產(chǎn)品系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。

所以，無論是生產(chǎn)部門還是使用單位，機械自動化技術和產(chǎn)品的應用，都會帶來顯著的社會和經(jīng)濟效益。正因為如此，世界各國，首先是日本、美國、歐洲各國都在大力發(fā)展和推動機械自動化技術，這也是社會現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻：

[1]須雷；21世紀起重機的特征和發(fā)展趨勢[A]；2004年中國機械工程學會年會論文集：物流工程與中國現(xiàn)代經(jīng)濟――第七屆物流工程學術年會專輯[C]；2004年

[2]周東鋒；陳旋；朱全政；趙志安；王玉魁；佟立臣；ZDRH-2000智能集中系統(tǒng)及YP7035密封脂在多元振幅振動篩上的應用[A]；2008年河南省煉鐵專業(yè)委員會年會暨煉鐵學術交流會文集[C]；2008年

[3]周祖德；劉泉；龍毅宏；李方敏；嵌入式技術與數(shù)字制造[A]；全國先進制造技術高層論壇暨制造業(yè)自動化、信息化技術研討會論文集[C]；2005年

[4]練元堅；制造科技與高技術融合集成――關于機械制造技術發(fā)展方向的探討[A]；全球化、信息化、綠色化提升中國制造業(yè)――2003年中國機械工程學會年會特邀主題報告[C]；2003年

[5]Albert W.Moore；美國機械制造技術協(xié)會主席阿爾伯特W?摩爾 致詞[J]；世界制造技術與裝備市場；2003年02期

[6]劉?。幌冗M機械制造技術模式初探[J]；南京師范大學學報（工程技術版）；2005年01期

篇5

關鍵詞：工業(yè)工程；制造業(yè)；應用分析

我國的制造業(yè)發(fā)展較慢，二十世紀八十年代末期才從原本的計劃市場經(jīng)濟脫離出來，轉(zhuǎn)成為沿用至今的市場經(jīng)濟體制，目前我國工業(yè)化的進程開始向世界高等水平出發(fā)，從二十世紀八十年代至今已經(jīng)，我國的工業(yè)生產(chǎn)總值有了突破性的提升，年增長率超過了百分之十五以上，從原本的工業(yè)初期發(fā)展到了新世紀的國家工業(yè)化中期進程。制造業(yè)的發(fā)展是國家崛起的先決條件，因此制造業(yè)也被成為我國工業(yè)領域的核心部分，也是實現(xiàn)改革開放現(xiàn)代化的關鍵進程，發(fā)達國家綜合實力的強大很大一部分原因來自于其發(fā)達的旨制造業(yè)，因此目前確定國家的發(fā)達程度依靠的就是制造業(yè)的發(fā)展程度。工業(yè)工程的概念源自于美國，在二十世紀初期開始針對美國境內(nèi)工廠的質(zhì)量、效率、成本等方面的問題進行處理，后來成為系統(tǒng)科學、運籌學、信息科學等理論為集合的一門專業(yè)技術體系。工業(yè)工程在新時期下被廣泛應用在軍事、醫(yī)療、建筑、政府、餐飲等不同領域中以提高其經(jīng)濟產(chǎn)值和效率，被現(xiàn)代學者稱之為行業(yè)體制中的現(xiàn)代工業(yè)工程。

1我國制造業(yè)出現(xiàn)的問題分析

我國的制造行業(yè)在二十一世紀的今天已經(jīng)世界聞名，我國出口的印有made in China的產(chǎn)品不僅有日用品和家用電器，還增加了很多高科技功能的新型電子產(chǎn)品。改革開放以來我國的工業(yè)發(fā)展速度一直處于世界前列，據(jù)調(diào)查顯示，我國的家用電器、醫(yī)療產(chǎn)品、電子產(chǎn)品等十數(shù)種制造業(yè)生產(chǎn)的資種產(chǎn)品的銷量均屬于世界第一，但是經(jīng)濟快速的發(fā)展往往會讓人忽略掉細節(jié)中出現(xiàn)的問題，因此對我國制造業(yè)出現(xiàn)的問題進行分析也是為中國經(jīng)濟的長足發(fā)展奠定基礎。

一直以來，我國都很難在創(chuàng)新上做出成績，很多制造業(yè)行業(yè)中都是沿用發(fā)達國家已經(jīng)淘汰的陳舊技術，而且擁有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品不多，中國創(chuàng)造在短時間內(nèi)很難代替中國制造在世界人民心中對我國的印象。我國的制造業(yè)不僅體現(xiàn)在創(chuàng)造力的缺失，還有產(chǎn)業(yè)機構不合理、整體偏向輕工業(yè)的現(xiàn)狀，我國的裝備制造業(yè)表現(xiàn)很薄弱，遠遠低于國際平均水平。而且制造業(yè)技術的密集程度也遠遠落后于工業(yè)產(chǎn)值較高的國家。我國由于人口重多，勞動力往往都很低廉，很多制造企業(yè)都會選擇低廉的人工勞動力而舍棄了相關的機械設備，導致一部分企業(yè)雖然規(guī)模很大但是經(jīng)濟效益還不是很理想，不論是生產(chǎn)質(zhì)量還是生產(chǎn)效率都遠遠低于發(fā)達國家。

2工業(yè)工程在制造業(yè)中的意義和價值

工業(yè)工程可以為國家制造業(yè)的質(zhì)量、效率和成本提供更好的發(fā)展方案，很多發(fā)達國家制造業(yè)界的專家都為其在制造業(yè)中的發(fā)展做出了肯定。我國執(zhí)行工業(yè)工程已經(jīng)有半個世紀之久，但是真正落實到制造業(yè)發(fā)展中的僅有三十年左右，因此制造業(yè)領域的質(zhì)量、效率、成本問題都會影響我國的綜合國力和經(jīng)濟實力。新的全球形勢下，我國面臨的世界環(huán)境將會更為復雜，因此需要在世界各國的競爭中謀得一席之地，并且吸取其他國家和地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗，形成適合我國基本國情的制造業(yè)工業(yè)工程理論。

3工業(yè)工程的發(fā)展和在制造業(yè)中的應用

3.1學科學術領域的發(fā)展

在之后，我國執(zhí)行了改革開放的基本政策，開始了學習、引進和模仿國際先進管理理論和制度規(guī)范的進程，雖然在很多領域的成果都很顯著，但是從制造業(yè)的角度來說并未取得可觀的成就。我國相關學者研討并創(chuàng)立了中國工業(yè)工程學科的推廣，并于二十世紀末期在我國的高等學府內(nèi)開設了工業(yè)工程的專業(yè)課程，截至目前為止已經(jīng)有超過二十五個省份和一百六十所高校應用該學科，工業(yè)工程理論及教育體系得以成型。中國工業(yè)工程的英文縮寫為CIE，是結合了美國在工業(yè)工程的核心概念，以及結合我國實際情況形成的整體概念，其中對社會和經(jīng)濟環(huán)境的影響也是比較重要的。中國工業(yè)工程的概念并不和美國工業(yè)工程定義的復雜，較為普及的概念是CIE是為多種行業(yè)和產(chǎn)業(yè)提高效率、成本、質(zhì)量以及其他管理層面的技術和理論，也可直接稱中國工業(yè)工程是為提高相關產(chǎn)業(yè)市場競爭力的主要方針。

3.2制造業(yè)企業(yè)中的應用

中國工業(yè)工程的發(fā)展已有二十多年的歷史，并且成功在上千家制造業(yè)企業(yè)中得以應用，從企業(yè)的數(shù)量上就能看出該理論在我國制造業(yè)中的發(fā)展前景。工業(yè)工程在我國涉及的行業(yè)有鋼鐵、汽車、機械、建材、家電等十數(shù)個行業(yè)和領域，其中的一汽集團、廣東龍科基團以及很多沿海地區(qū)的大型企業(yè)，都是在工業(yè)工程理論的獲益者，企業(yè)負責人將工業(yè)工程理論應用在公司的管理制度和質(zhì)量標準中，由于企業(yè)之間的差別，產(chǎn)生的效果和掌握程度也不一樣。

3.2.1外資合資企業(yè)

很多的外資合資企業(yè)在發(fā)展過程中都是依靠母公司縣城的管理模式，這也是中國工業(yè)工程理論取得較早成就的時期，例如上海大眾、一汽大眾、摩托羅拉等。這些企業(yè)在外地設廠時首先設立了工業(yè)工程相關的職能和崗位，因此對于制造業(yè)來說，工業(yè)工程的應用有利于明晰企業(yè)中的崗位職責和職能定位，同時也對生產(chǎn)環(huán)境中的設備和流程系統(tǒng)改善有一定的推動作用。

3.2.2東南沿海地區(qū)企業(yè)

我國沿海地區(qū)于二十世紀九十年代開始設立了地域內(nèi)部的工業(yè)工程研發(fā)部門，將之作用于提高制造業(yè)領域經(jīng)濟發(fā)展和管理機制的基礎，東南沿海地區(qū)的市場經(jīng)濟體制為很多民營企業(yè)的發(fā)展提供了合理的社會環(huán)境，其中廣東科龍企業(yè)是較早將工程工業(yè)理論應用于企業(yè)管理制度的企業(yè)之一。二十世紀末期，廣東科龍公司開始和天津大學的管理學院開展合作，不僅對企業(yè)的戰(zhàn)略部署、項目決策、制造水平、資金管理、人資發(fā)展以及現(xiàn)代信息化制造技術的提升奠定了良好的基礎，還為提高企業(yè)的核心市場競爭力和較高的經(jīng)濟效益做出了鋪墊。

3.2.3國有企業(yè)

二十一世紀以來，我國的國有企業(yè)開始加入來了激烈的市場競爭中，其中一部分企業(yè)開始意識到了工業(yè)工程對為企業(yè)發(fā)展的重要性，開始逐漸在決策和生產(chǎn)部門應用工業(yè)工程理論執(zhí)行企業(yè)改革和創(chuàng)新工作。一汽股份有限公司是我國首家轎車制造業(yè)以股份制公司為身份上市的企業(yè)，在應用工業(yè)工程的過程中首先學習了外國企業(yè)的先進管理機制和生產(chǎn)方式，同時吸取一汽大眾公司的精益生產(chǎn)技術，達到生產(chǎn)現(xiàn)場的管理、效率、質(zhì)量、布置等得到了一定程度的提高。

4工業(yè)工程在制造業(yè)中的發(fā)展趨勢

隨著全球開始進入到知識經(jīng)濟的時代，工業(yè)工程和信息技術的結合已經(jīng)成為制造業(yè)領域中的必然趨勢，企業(yè)對CIE的落實不僅能幫助企業(yè)在管理中取得良好效果，還能在生產(chǎn)、銷售、運維等過程中加強企業(yè)的市場競爭力。相關部門應當采取工業(yè)工程的示范研究課題，選擇目前我國影響力較大的制造企業(yè)為標志性的成果展示平臺，形成工業(yè)工程在制造業(yè)中的可持續(xù)發(fā)展趨勢。

結束語：

從概念上說，工業(yè)工程是制造業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的助力手段，也是推進國家各行各業(yè)健康發(fā)展的基礎體系，因此研究制造業(yè)中工業(yè)工程的應用，也是為綜合國力的提升做出科學的優(yōu)化策略。

參考文獻

篇6

【關鍵詞】機械工程；技術；創(chuàng)新

1機械工程內(nèi)涵概述

機械設備是各項生產(chǎn)事業(yè)的必備基礎工具。從功能可以將其分為粉碎機械、動力機械化、物料搬運與交通運輸機械等；從機械服務對象可分為化工機械、農(nóng)業(yè)機械、紡織機械與礦山機械等；從工作原理可將機械分為透平機械、熱力機械、流體機械與仿生機械等。隨著社會化進程的不斷深入，機械工業(yè)成為支撐國民經(jīng)濟的基礎行業(yè)，伴隨現(xiàn)代化科學技術快速發(fā)展。機械工業(yè)是科學技術物化的基礎，該產(chǎn)業(yè)的結構優(yōu)化升級必須靠高新技術的突破來實現(xiàn)，而機械工程學科領域正是技術創(chuàng)新的基地。

2技術創(chuàng)新的方法――TRIZ

1946年，俄國學者阿利赫舒列爾（G.S.Altshuller）和他的同事最先提出TRIZ（發(fā)明問題解決理論）理論及基本方法，可以普遍適用于新出現(xiàn)的發(fā)明問題，協(xié)助人們獲得這些發(fā)明問題的最有效解?，F(xiàn)在，國際上已經(jīng)對超過250萬項出色的專利進行過研究，大大充實了TRIZ的理論和方法體系。TRIZ理論有效地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。它是基于技術的發(fā)展演化規(guī)律研究整個設計與開發(fā)過程，而非是盲目的創(chuàng)新。實踐證明，TRIZ理論可明顯加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進程，并最終得到高質(zhì)量的創(chuàng)新成果。

試錯法、發(fā)散思維法、聯(lián)想法等傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，是TRIZ理論出現(xiàn)之前人們進行發(fā)明創(chuàng)造采用的主要方法。與這些傳統(tǒng)方法相比，TRIZ創(chuàng)新法有不少優(yōu)點，如該體系中總結了創(chuàng)新的規(guī)律性，使創(chuàng)新過程的方向感增強，提高了創(chuàng)新效率，有助于預測產(chǎn)品的技術發(fā)展趨勢。同時，TRIZ方法具有良好的可推廣性和普適性。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，TRIZ方法形成了自身比較完善的體系，并在多個行業(yè)得到應用。

技術系統(tǒng)進化理論是TRIZ中最重要的內(nèi)容之一。該理論主要有8大進化法則，這些法則可以用來預測技術系統(tǒng)，產(chǎn)生并加強創(chuàng)新工具。這8大法則是：（1）技術系統(tǒng)的S曲線進化法則；（2）提高理想度法則；（3）子系統(tǒng)的不均衡進化法則；（4）動態(tài)性和可控性進化法則；（5）增加集成度再進行簡化的法則；（6）子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進化法則；（7）向微觀級和增加場應用的法則；（8）減少人工介入的進化法則。TRIZ法通常用于機械技術概念設計階段，針對研發(fā)過程提供先進的創(chuàng)新理論、方法及多學科的知識背景，運用軟件平臺引導設計者系統(tǒng)化地分析問題、分解矛盾。自創(chuàng)立以來，TRIZ增加了一系列工具，如，沖突矩陣、ARIZ、AFD、物質(zhì)――場分析、ISQ、DE、8種演化類型40個創(chuàng)新原理，39個工程技術特性，物理學、化學、幾何學等工程學原理知識庫等。這些工具為創(chuàng)新活動的開展提供了基礎，從而使TRIZ的實際應用具有可行性。但是TRIZ方法并沒有提供如何與實際情況相結合的現(xiàn)成思路，因此在實踐中還有大量工作需要完成。

3機械工程技術創(chuàng)新模式

技術創(chuàng)新模式指借助新理論、新技術和新工藝，開發(fā)生產(chǎn)新的機械設備，提供新的服務。技術創(chuàng)新的模式可以根據(jù)技術創(chuàng)新的動力源、創(chuàng)新的內(nèi)容、創(chuàng)新的重要性和幅度、技術創(chuàng)新的方法等劃分為以下幾類：

3.1合作創(chuàng)新模式

機械工程技術的合作創(chuàng)新模式是指企業(yè)、科研機構與高等院校之間聯(lián)合開展的創(chuàng)新活動。合作創(chuàng)新多出現(xiàn)于新興技術和高新技術領域，以共享資源或效益為前提，有明確的合作目標和合作期限，合作各方在技術創(chuàng)新過程中協(xié)商投入，共同參與，分擔風險。企業(yè)、科研機構與高等院校的合作創(chuàng)新是國內(nèi)外機械工程技術創(chuàng)新的重要模式。

3.2自主創(chuàng)新模式

機械工程技術的自主創(chuàng)新是來源于組織內(nèi)部的技術突破，通過獨立的研究開發(fā)活動，獲得擁有自主知識產(chǎn)權的技術，其成果通常是前所未有的重大科學發(fā)現(xiàn)、技術發(fā)明、原理性主導技術等，意味著在研究開發(fā)方面獨一無二的貢獻。自主創(chuàng)新可以擺脫技術引進和模仿造成的依賴性，其根本是占據(jù)技術領域的主動權。

3.3模仿創(chuàng)新模式

機械工程技術的模仿創(chuàng)新即通過模仿并改進已有技術而進行的創(chuàng)新活動，是對率先進入市場的機械產(chǎn)品進行改造再創(chuàng)新，即首先掌握被模仿產(chǎn)品的技術訣竅，在此基礎上產(chǎn)生新的創(chuàng)意，超過原來的技術水平，使新技術更具市場競爭力。模仿創(chuàng)新的優(yōu)勢是能夠大量節(jié)約研發(fā)和市場費用，降低投資風險，但是這一模式具有較強的技術跟隨性。隨著我國知識產(chǎn)權保護的力度不斷增強，專利制度也在繼續(xù)完善，通過這種模式獲得效益顯著的新技術越來越困難。

4構造有利于實現(xiàn)技術創(chuàng)新的機制

圍繞一項技術創(chuàng)新項目所要的開展活動非常多，例如，設計項目方案，協(xié)調(diào)多方力量共同開展技術創(chuàng)新活動，對技術創(chuàng)新項目進行風險控制，對創(chuàng)新人員進行有效激勵以保證項目成功實施，以及對技術創(chuàng)新效果進行績效考核等。技術創(chuàng)新機制是一系列動力、規(guī)則和程序組成的復雜系統(tǒng)，核心為技術創(chuàng)新與市場需求之間的矛盾。該機制包括投融資機制，運行機制，激勵機制，考核機制等基本機制及眾多子機制，它們之間也存在著相互影響和相互制約。

4.1投融資機制

科技是促進社會和經(jīng)濟發(fā)展的強大動力，但科技的發(fā)展絕不是孤立的，財政、金融、稅收、貿(mào)易等相關政策共同作用才能促進技術創(chuàng)新蓬勃發(fā)展。因此，在制定機械工程技術創(chuàng)新計劃時，一定要有財政、金融、稅收、貿(mào)易等方面政策意見的參與和協(xié)調(diào)，使所制定的技術創(chuàng)新方案具有可操作性。

4.2運行機制

運行機制是指技術創(chuàng)新逐步展開的規(guī)范化過程，它通常包含3個運行循環(huán)；（1）生產(chǎn)的物質(zhì)流循環(huán)；（2）科技的信息流循環(huán)；（3）資金流循環(huán)。技術創(chuàng)新就是在這3個循環(huán)同時進行、互相配合中完成的。

4.3激勵機制

機械工程技術創(chuàng)新激勵機制是管理者與研發(fā)人員（激勵主客體）之間進行信息交流，達成協(xié)調(diào)的過程。就利益隸屬而言，技術創(chuàng)新項目的管理者和研發(fā)人員是相互獨立的，因此激勵要依據(jù)實現(xiàn)雙方利益目標這一原則進行。

4.4考核機制

在考核機制中，要建立考核原則，設計考核的流程和具體考核指標，明確負責人及其責任?？己说臄?shù)據(jù)并不代表一切，它可能只是某些潛在管理問題的表象，關鍵在于技術創(chuàng)新項目管理部門如何綜合分析考核的數(shù)據(jù)結果，并以此作為技術創(chuàng)新機制管理的切入點，才能體現(xiàn)考核機制最有價值的意義。有效的技術創(chuàng)新機制是解放和發(fā)展現(xiàn)代生產(chǎn)力的根本途徑，開展技術創(chuàng)新的關鍵內(nèi)容之一就在于建立有效的技術創(chuàng)新機制。

5結語

機械工業(yè)越來越成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，因此各類機械工程企業(yè)均應繼續(xù)強化技術更新改造，有效提升機械產(chǎn)品現(xiàn)代化技術含量，科學推行產(chǎn)品研發(fā)更新，促進我國經(jīng)濟建設持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]嚴桂英.對我國機械工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策的思考[J].改革與戰(zhàn)略，2008.

篇7

機械制造業(yè)是衡量一個國家工業(yè)實力的重要標志，是國民經(jīng)濟的基礎。它既處于生產(chǎn)基礎地位，又處于科技的前言，它依靠與生產(chǎn)資料、生產(chǎn)工具、科技手段，是現(xiàn)代化的動力源。隨著科技的不斷進步，制造業(yè)正逐漸與計算機技術、電子信息技術、自動化技術融合，減少人的勞動力，提高生產(chǎn)效率。據(jù)不完全統(tǒng)計，近十年里，美國工人數(shù)量將減少到勞動力的10%，減少的勞動力正向高尖端人才轉(zhuǎn)化。在經(jīng)濟全球化發(fā)展的背景下，只有大力發(fā)展先進制造技術，提高生產(chǎn)效率，才能在全球經(jīng)濟競爭中處于不敗之地。

先進制造技術將設計、加工、生產(chǎn)、制造、銷售、售后于一體的工程學科，是當今社會提高生產(chǎn)效率，降低成本，低碳環(huán)保，確保生產(chǎn)質(zhì)量的核心技術。企業(yè)要提高市場競爭力，先進制造技術、經(jīng)濟實力和高素質(zhì)人才是密不可分的。自改革開放以來，我國先進制造技術發(fā)展迅速，但與西方發(fā)達國家還是有一定差距，為縮小與發(fā)達國家的差距，提高國家工業(yè)實力，是我們的首要任務。

1.先進制造技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國外先進制造技術的現(xiàn)狀

在生產(chǎn)設計中，采用CAD設計、CAM分析和一些計算機仿真分析，使產(chǎn)品在加工前，符合理論設計要求；在制造加工中，實現(xiàn)車間加工的自動化，即采用數(shù)控機床加工中心，立體化自動倉庫等。近些年來，西方發(fā)達國家將研究方向主要放在制造系統(tǒng)自動化上，提出并設計出很多自動化制造系統(tǒng)，如計算機制造系統(tǒng)、集成制造系統(tǒng)等。下面對這兩種種系統(tǒng)進行簡要分析：

計算機制造系統(tǒng)是將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、PID、專家系統(tǒng)的人工智能控制理論應用到先進制造技術中，應對在設計加工中遇到的問題，提高系統(tǒng)的加工精度。計算機制造系統(tǒng)是將實際生產(chǎn)中積累的經(jīng)驗進行保存并處理，應用到實際生產(chǎn)中，進而取代人力勞動。

集成制造系統(tǒng)是用計算機軟件將制造技術、自動化技術、信息技術集成到一起，其優(yōu)點是試用與批量生產(chǎn)、效率高，含蓋生產(chǎn)中的全部過程。因此系統(tǒng)相對復雜，是工業(yè)自動化發(fā)展的方向。CAD/CAM技術是集成制造系統(tǒng)的核心技術。

1.2我國先進制造技術的現(xiàn)狀

近些年來，我國多次對先進制造技術進行研究與規(guī)劃，探討先進制造技術的發(fā)展方向。國家863計劃中涉及的計算機現(xiàn)代集成制造技術的研究，以掌握相關技術，建立制造技術中心，形成先進制造技術產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高。

但目前我國生產(chǎn)還應用落后的生產(chǎn)設備，加工精度較低、能耗高等問題依然存在，高精密數(shù)控機床主要來自進口，國內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品占市場份額不足50%。

在企業(yè)管理方面，屬于粗放式管理，專業(yè)化管理低，人才利用率低。在高尖端技術的應用中還相對落后，如微機電系統(tǒng)、數(shù)字集成系統(tǒng)的核心技術只能引進國外設備，國內(nèi)只能生產(chǎn)和應用一般技術。

2.我國先進制造技術目前存在的問題

近些年來，我國在機械制造領域經(jīng)歷了從無到有，并且逐步發(fā)展進步的階段。與過去相比，我國在先進制造技術方面已經(jīng)有了很大的提升，但是同很多工業(yè)比較發(fā)達的國家相比，還存在著很多問題，主要有以下幾點：一是我國生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次比較低，高水平產(chǎn)品的市場占有率極低；二是我國在產(chǎn)品的開發(fā)以及創(chuàng)新上能力還比較缺乏；三是我國在產(chǎn)品生產(chǎn)的專業(yè)化方面水平不高四是我國企業(yè)的生產(chǎn)管理技術比較落后。

3.先進制造技術的發(fā)展策略

3.1現(xiàn)代制造業(yè)信息化

隨著科學技術的發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡的發(fā)展，產(chǎn)品信息化已經(jīng)成為了制造業(yè)的必然發(fā)展趨勢。信息化使得先進制造技術能夠充分利用網(wǎng)絡的便利來加快其發(fā)展，從而提高制造業(yè)的水平。具體的做法就是利用網(wǎng)絡來提高企業(yè)的管理水平，對我國企業(yè)現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)結構進行改革，提高資源的利用率，優(yōu)化企業(yè)運行模式，從而使得企業(yè)的生產(chǎn)制造能力得到整體的提高。

3.2倡導科技創(chuàng)新，帶動先進制造技術發(fā)展

不管是國家還是企業(yè)，創(chuàng)新都是推動其發(fā)展的不竭動力。唯有不斷創(chuàng)新，才能促使企業(yè)不斷向前發(fā)展，才能保證先進制造技術水平的不斷提高。很多西方發(fā)達國家掌握著產(chǎn)品制造的核心技術，卻把創(chuàng)造利潤較少而對資源環(huán)境等影響較大的零部件制造業(yè)轉(zhuǎn)移動別的國家。只有不斷進行科技創(chuàng)新，才能夠提高資源利用率并降低生產(chǎn)成本，使得利潤最大化并能夠提高先進制造技術水平。值得一提的是，要想創(chuàng)新，就要注重人才的培養(yǎng)。

3.3大力支持綠色制造技術

綠色制造技術作為一種新興的科學技術，受到了特別是一些發(fā)達國家在內(nèi)的很多國家的重視。隨著各國對于環(huán)境保護的重視，綠色制造將逐漸成為制造業(yè)的發(fā)展趨勢。對于綠色制造技術、節(jié)能技術已經(jīng)不可再生資源的替代技術加以研究，有利于我國的可持續(xù)發(fā)展。

4.先進制造技術的展望與預測

我國先進制造技術的研究主要集中在各大高校和研究所，但只停留在理論研究階段，不能很好的與實踐相結合。要想加速發(fā)展先進制造技術，應由企業(yè)根據(jù)具體生產(chǎn)項目，由高校相互參與，發(fā)揮各自長處。

目前，先進制造技術主要應用在航空航天、交通汽車、機床制造、能源開采等支柱產(chǎn)業(yè)。先進制造技術研究應全方面、多方位，不同規(guī)模企業(yè)應按各自規(guī)模進行研究，以提高我國裝備制造業(yè)的競爭力，發(fā)揮國家支柱產(chǎn)業(yè)的重要作用。

目前先進制造技術的發(fā)展方向應面向大型加工中心、數(shù)控機床的應用，大力推廣計算機輔助技術，改進加工工藝，建立完善的數(shù)據(jù)庫，培養(yǎng)年輕人才，提高技術水平，采用領先的管理方案。同時，必須學習國外先進技術，把握機遇，使我國先進制造技術早日與世界接軌。

5.結束語

先進制造技術作為國家制造業(yè)水平的重要指標，對國家工業(yè)的發(fā)展起著至關重要的作用。隨著社會的不斷發(fā)展進步，人們對于產(chǎn)品的要求也越來越高，提高先進制造技術水平勢在必行。我們應對先進制造技術的國內(nèi)外現(xiàn)狀有一個全面的了解，把握其發(fā)展趨勢，努力提高我國的先進制造技術水平。

參考文獻

[1]吳良芹.先進制造技術及其發(fā)展[J].機械制造自動化，2009，37（1）.

[2]楊叔子，吳波.先進制造技術及其發(fā)展趨勢[J].機械工程學報，2003，39（10）.

[3]雷源忠，錐建斌，丁漢，等.先進電子制造中的重要科學問題[J].中國科學基金，2002，16（4）.

篇8

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術特征。

1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優(yōu)勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術已經(jīng)滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學技術的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：

（1）激光技術

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

（3）激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進展.光機電信息，2000（8）

[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）

[4]左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優(yōu)勢及在工業(yè)生產(chǎn)中的應用.激光雜志，1999（4）

[5]王家淳.激光焊接技術的發(fā)展與展望.激光技術，2001（2）

篇9

（西華大學機械工程學院，四川成都610039）

摘要：主要對凸輪機構的運動規(guī)律和輪廓設計作論述。首先對凸輪機構的運動規(guī)律和輪廓設計研究進行了介紹，論述其在國內(nèi)外的發(fā)展概況，同時指出凸輪機構在目前應用過程中存在的問題，并提出了相應的解決方案，最后對凸輪機構的發(fā)展趨勢作了概述。

關鍵詞 ：凸輪機構；運動規(guī)律；輪廓設計

0引言

凸輪機構由凸輪、從動件及機架組成，通過直接接觸將預定的運動傳給從動件。凸輪機構不僅結構簡單、工作可靠，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種復雜的運動規(guī)律和軌跡，在各種機械中得到了廣泛的運用，如輕工業(yè)機械、紡織機械、包裝機械、印染機械、內(nèi)燃機械等。凸輪機構之所以能在各種自動機械中獲得廣泛應用，還因為它兼有導引及控制機構的各種功能。雖然現(xiàn)在的計算機技術水平很高，但凸輪機構理論和設計方法仍然是許多數(shù)學家、工程技術人員和自然科學家研究的熱點。凸輪研究主要包括以下內(nèi)容：一是凸輪機構的運動規(guī)律，二是凸輪機構的輪廓設計。經(jīng)過多年研究，凸輪機構的運動規(guī)律主要有多項式運動、三角函數(shù)運動［1］，凸輪輪廓設計主要有平面凸輪機構、空間凸輪機構，確定輪廓的方法有瞬心法、包絡法、共軛曲面法、等距曲面法［2］、反求法。

1凸輪研究歷史概述

在最近的研究中一些學者還提出了其他類型的機構，如球面分度凸輪機構、內(nèi)嚙合式平行分度凸輪機構和弧面球包絡分度機構等，在過去的幾十年里凸輪研究工作者對凸輪輪廓設計及凸輪運動規(guī)律的研究不僅取得了顯著的成就，還拓寬了凸輪的研究領域和方向。

（1）對從動件彈性的凸輪機構動力學進行了比較深入的研究，并分析了多種凸輪曲線對機構動力學性能的影響，同時也涉及了有關間隙的運動學、動力學、諧分析、諧綜合、振動方面的研究。

（2）經(jīng)過多年積累，凸輪研究已在振動、噪聲、磨損等方面取得了一定的成績。在20世紀，一些研究人員就將數(shù)值仿真方法用于研究凸輪從動件磨損，效果良好。

在過去的100年里，凸輪機構的發(fā)展決定著新的制造工藝的發(fā)展。早在20世紀30年代，F(xiàn).D.Furman就寫了一本專門介紹凸輪設計的著作，當時的研究工作主要集中在低速凸輪，且主要分析運動規(guī)律；到40年代，就開始有人對凸輪的振動進行研究，并從經(jīng)驗設計發(fā)展到有理論根據(jù)的運動學和動力學分析，40年代末，J.A.Hrones就注意到從動件的剛度對凸輪運動動力學的影響；50年代，又有不少學者運用各種儀器對高速凸輪的動力學影響進行了研究，如高速攝影機、加速度分析儀，Tear對多項式運動規(guī)律進行了詳細的研究，T.Weber等人又提出了傅氏運動規(guī)律［3］。日本在凸輪設計方面尋求凸輪的精確解和凸輪的運動曲線多樣化，他們還加強了凸輪動力學和振動方面的研究，提高了凸輪的速度，發(fā)展了高速凸輪。

2凸輪機構應用和研究存在的問題及解決方案

2.1凸輪機構在結構性能分析中存在的問題和解決方案

凸輪機構分析方法很多，傳統(tǒng)分析方法都需要進行復雜的計算，工作量很大，分析結果也很難進行詳細的描述。計算機的出現(xiàn)給凸輪機構的分析帶來了新方法。國外對凸輪機構性能分析的研究已取得了一些成果，研發(fā)了具有凸輪機構分析功能的軟件，這些軟件功能強大，但成本高、計算繁瑣、可視化沒有針對性。國內(nèi)也在研發(fā)凸輪機構分析軟件，但與國外研究相比仍有很大差距，能夠自動進行計算機建模，并具有動畫等可視化顯示功能的軟件很少。解決這些問題，對于研發(fā)一套成本低、操作簡單的凸輪機構通用分析軟件十分重要。要實現(xiàn)計算機的自動建模，首先要解決凸輪機構的構成形式及參數(shù)描述問題，為計算機提供用戶機構分析所需的信息。通過人機交互構建分析模型的方法具有以下優(yōu)點：（1）實現(xiàn)分析軟件的通用性；（2）能夠進行快速準確的分析，形象直觀，操作簡單；（3）當參數(shù)改變時，只需要在計算機界面上簡單操作，就可以修改模型，從而達到縮短設計周期的目標。

在國內(nèi)外凸輪機構研究成果的基礎上，利用人機交互方式實現(xiàn)對凸輪機構構成的描述，在此基礎上實現(xiàn)機構的計算機自動建模。根據(jù)分析機構的元素組成順序，計算機可自動調(diào)用相應的子模塊，完成機構的分析計算。該軟件具有使用方便、計算精度高、可視化效果好和后期處理功能強的優(yōu)點。

2.2凸輪機構在再現(xiàn)軌跡優(yōu)化設計中存在的問題和解決方案

優(yōu)化設計方法是機構設計中應用最為廣泛的一種方法，凸輪機構軌跡再現(xiàn)的設計方法已不再局限于幾何法和實驗法。但目前再現(xiàn)凸輪機構軌跡的優(yōu)化設計中，通常是站在機構設計的角度思考問題，注重結構誤差對機構輸出偏差的影響，卻忽略了制造過程中加工誤差產(chǎn)生的影響。因此，這種設計往往在理論上可行，但由于加工誤差的存在會使機構輸出偏差增大，導致這種在理論上可行的設計反而在實際應用中變得不可行。因此，由于加工過程中的誤差產(chǎn)生的輸出偏差應當在設計時就考慮進去。用相同的方法加工一批構件，受公差的影響，幾何尺寸呈正態(tài)分布，是隨機變量而不是常量，而機構輸出偏差是幾何尺寸及其分散度的函數(shù)，也是隨機變量。如何將隨機變量引入一般優(yōu)化設計的變量中，使之更好地反映事物的概率，需要將以概率統(tǒng)計方法為基礎的可靠性設計與一般的優(yōu)化設計方法相結合，使機構再現(xiàn)軌跡的優(yōu)化設計具有可靠性。

機構尺寸公差對凸輪機構再現(xiàn)軌跡優(yōu)化設計的影響，需從設計和制造的角度進行考慮。隨機變量設置為有統(tǒng)計特征的設計變量，采用可靠的設計原理，建立優(yōu)化設計模型，較好地反映客觀實際，在給定設計精度的前提下將最大公差作為目標函數(shù)，這樣不僅可以降低制造成本，而且適用于因制造公差及鉸鏈磨損致使構件長度的微小變化對輸出精度產(chǎn)生較大影響的工作場合?？梢?，目標函數(shù)的選擇是優(yōu)化工作中的關鍵［4］。

2.3凸輪機構在運動性能分析方面存在的問題

（1）凸輪機構的運動綜合較為復雜，只能近似地實現(xiàn)給定的運動規(guī)律與軌跡；（2）由于凸輪機構運動鏈通常較長，再加上各運動副元素之間表面的磨損，因而會產(chǎn)生較大的運動誤差累計。

3凸輪機構未來的發(fā)展趨勢

回顧過去，展望未來，凸輪機構的應用研究將向多學科之間相互融合和滲透方向發(fā)展。

對凸輪機構分析與綜合應從不同的角度、采用不同的方法去研究。在對凸輪機構進行性能分析并揭示其特征本質(zhì)的基礎上，尋求機構尺寸綜合的新理論和新方法，以便能快捷、簡便地完成機構分析特別是機構綜合的任務。我們要把計算機存儲量大、圖形顯示、數(shù)據(jù)處理、快速計算等功能，應用到凸輪機構分析與綜合的理論、概念、知識、方法中，充分發(fā)揮其分析判斷與邏輯推理等作用，以推動機構分析與綜合在工程實際中的應用及將現(xiàn)代化、可視化軟件系統(tǒng)應用到產(chǎn)品創(chuàng)新設計中。

未來凸輪機構研究的對象將會是由機構、控制系統(tǒng)和原動機結合而成的整個機構系統(tǒng)，通過對整個機構系統(tǒng)的研究，揭示其運動學、動力學特征及其對動力分配的影響，從而改進機構的性能和創(chuàng)造出具有新用途的機構，將是未來凸輪機構發(fā)展的趨勢。

4結語

凸輪機構的研究，要順應時代的發(fā)展，充分應用先進的科學技術，將不同的學科融合到一起，最大限度地滿足人們的要求，使凸輪機構在機構學中能得到充分的發(fā)展和應用，并對其不斷進行優(yōu)化，使其在以后的科研領域中有更為廣闊的發(fā)展前景。

［

參考文獻］

［1］孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理［M］.7版.北京：高等教育出版社，2006.

［2］張玉華，辛重鎬.設計平面凸輪輪廓的新方法［J］.機械工程學報，2004，40（1）：33?37.

［3］莫亞梅.凸輪機構研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.南通工學院學報，1999，15（1）：21?25.

［4］盧險峰.優(yōu)化設計導引［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2010.

篇10

說他是文學才子一點也不為過，然而人們忽略了這一點，因為有太多的光環(huán)和頭銜籠罩著他。

他就是曾任香港理工大學副校長、香港科技協(xié)進會會長、香港工程師學會會長、英國工程師學會（香港分會）主席、香港工程科學院高級副院長，現(xiàn)為香港孔子學院名譽院長、香港城市規(guī)劃委員會委員、香港學術評審局委員的梁天培教授。自1995年起，他就是香港非官守太平紳士、香港特區(qū)政府第一屆及第二屆選舉委員會委員、全國政協(xié)第八屆、九屆、十屆委員。

然而，眾多的頭銜之中，他最意的還是教授稱呼，桃李的芬芳滿園，是他人生最美的風景，也是他永恒的人生主題。

夯事業(yè)之基 筑人生之石

1946年，還處於英國殖民統(tǒng)治之下的香港在戰(zhàn)後已經(jīng)進入到經(jīng)濟復時期，出生於這一年的梁天培無疑是幸運的，這給他的成長提供了良好的社會環(huán)境。戰(zhàn)的腳步已經(jīng)遠去，但抗戰(zhàn)時期人們自自立、艱苦奮斗的精神在香港人身上傳承了下來。雖然家境情況良好，但早諳世事的梁天培從父輩那里繼承了勤苦自立、自不息的精神，他自幼廣讀詩書，對中國傳統(tǒng)文化產(chǎn)生了濃厚的興趣，這也奠定了他扎實的文學基礎。然而愛好文學的他在進入大學時，選擇了與文學相差甚遠的機械工程專業(yè)，原來博文達理才是他人生的一大追求。

1963年，梁天培憑著優(yōu)的成績考入了著名的香港大學，主修機械工程學。因在校期間的出色表現(xiàn)，1967年畢業(yè)後的他獲得了留校擔任助教的機會，這對一般人來說都已經(jīng)是一個很好的歸宿，他完全可以安於這樣的現(xiàn)狀。

也許是天生的稟性，也許是出於對西方文化的興趣，也許是為了自己的夢想，梁天培毅然放了待遇優(yōu)厚的助教工作，於1969年前往英國，服務於英國鶴嘉雪鸝飛機公司。這是一家在英國很有名的一家大型飛機造企業(yè)，一開始，他似乎找到了自己的歸屬，也深得西方文化的精髓。隨著時間的推移，他感覺到自己還是習慣了香港的生活環(huán)境，於是，兩年後他選擇了回歸，選擇教育事業(yè)這塊沃土發(fā)揮自己的能。1972年1月，他加盟香港理工學院（現(xiàn)香港理工大學），成為一名高級講師。至此，他與教育與思想相伴至今。

成務之宗利民之旨

走上教育崗位的梁天培先生不斷進取，先後獲得香港大學哲學碩士學位、倫敦城市大學哲學博士及清華大學工學博士學位，自服務理大以來，還擔任了工學院院長及機械工程學系主任，以及設計及語文學院院長兼副校長之職。一路走來，他在教育之路上要考慮的不只是教與學的問題，還要考慮學校的整體規(guī)劃與發(fā)展，如何為學生的發(fā)展創(chuàng)造更加良好的條件等問題。正如香港理工大學的校訓所言：開物成務，勵學利民。就是說，要通曉萬物之理，以所學所得把實務辦妥；要研究學問，以所學令社會及人民有所裨益。這是理大的辦學之宗旨，也是梁天培教授的育人之則。

隨著教育歷史從精英教育向普及教育的轉(zhuǎn)變，越來越多的人有了受教育的機會，但普及教育帶來的一個問題就是受教育人群素質(zhì)能否得到保證，梁天培教授在欣喜地接受這一轉(zhuǎn)變的同時，還對這一政策帶來的消極影響作了深刻反思。

為此，香港理大在2001年擬訂的策略性發(fā)展計劃中，就對全球的發(fā)展趨勢，包括全球一體化、以知識為本的經(jīng)濟模式、成人教育和終身學習的需求，制訂了一套針對性的計劃，以提升大學生的素質(zhì)，使之能立足本地，走向世界。發(fā)展學生的國際視野、良好的分析能力及創(chuàng)意思維、社會意識及民族責任感，使學生具備文化修養(yǎng)和終身學習的能力，精通兩文三語，具有進取精神和領導才能是理大最主要的策略性目標。

在這一策略目標的指引下，理大開展了“首選畢業(yè)生”培育計劃、“青云路計劃”、“工商奇才指導論壇”等活動課程，開設輔學課程拓寬學生的視野，還與Toastmasters International及國際扶輪社合作成立了兩個以英語為主的國際學生會社，以此鼓勵學生參與國際社會。這一系列的活動使得理大的學生的綜合素質(zhì)得到了極大的提高，在理大於2003年進行的“主意見調(diào)查”中顯示，在聘用了2002年度理大本科畢業(yè)生的企業(yè)中，有95%的被訪問者表示理大畢業(yè)生的工作表現(xiàn)達到了企業(yè)的要求?？梢哉f這是給予既作為教授，又身為校長的梁教授的最好回報。

在總結理大辦學經(jīng)驗時，梁天培教授談到：以社會國家的發(fā)展需要設計及改革課程，與時進地培育社會國家現(xiàn)時及未來殷切需要的人才才是辦學之根本。為了提升教育的應用力度，更顯著地發(fā)揮教育在西部大開發(fā)建設中的作用，他提出了一系列新經(jīng)濟時代的教育改革方針，提出香港可以為西部地區(qū)培訓航運、商業(yè)、法律、會計、國際貿(mào)易、經(jīng)濟管理等方面的專門人才，以加香港對西部大開發(fā)的支援力度，為西部大開發(fā)提供更充分的人力資源。正所謂：拳拳之心聊可慰見。

博文達理齊發(fā) 專業(yè)通識重

從“回想多少英豪，奮登青云路，名垂穹宙”的豪懷壯志，到“蜀道縱難壯志在，青云有路轉(zhuǎn)乾坤”的堅韌豁達，再到“百鳥群飛舞，千帆逐浪奔”的淘沙之勇，我們看到的似乎是一個意氣風發(fā)的青年，然而這是一個年屆花甲之年的老人之作，從中我們也可以窺見這位老人在年少之時又有著怎樣的鴻鵠之志。

這些詞作正出自於以自動控制為研究領域的梁天培教授之手，理是他的專業(yè)，而文是他的愛好，博文達理乃個中高人者也。工科出身的他所具有的文化底蘊加速了濃厚的文化氛圍在理大的形成，在他的倡導下，以“就地取材，擷其美善”為口號的理大文化推廣活動，有聲有色地開展了起來，成立了專門的“文化推廣委員會”，將理大蘊藏的美玉良材發(fā)掘出來，化去了學生們或有的粗俗、乖戾之氣，從而改變了理大人“硬漢子”的面貌，也顛覆了傳統(tǒng)的“文化”涵義。

為了帶動整個校園弘揚傳統(tǒng)文化，身為工程學教授的梁天培校長還藉助自身深厚的歷史文化素養(yǎng)，在學校開展歷史文化講座，他以儒雅的文化氣質(zhì)和卓著的工科學術成就給學生樹立了一個很好的榜樣，成為理大弘揚傳統(tǒng)文化的一面旗幟。

兼收蓄是理大的教育信念，這也直接影響了梁天培教授在內(nèi)的學校決策層對教育方針的制訂。近年來，中外教育總的趨勢，是發(fā)展“全人教育”。理大對“全人教育”的理念是這樣來定義的：一方面，確信在這個瞬息萬變、知識爆炸的現(xiàn)代社會，必須啟迪學生掌握自我學習的門徑，從而發(fā)展成為終身學習的良好習慣；另一方面，不僅要使學生諳熟他們的專業(yè)，能學以致用，還要有高水平的理論，包括自然科學的，社會科學的和人文學科的理論。在這一理念的指導下，理大取了專業(yè)與通識重的措施，經(jīng)過數(shù)年來的不斷探索，理大已大體上找出具有本身特色的通識教育課程――“應用”與“專業(yè)”為本。而通識教育的一個重點就是增加學生接觸中國文化的機會，不僅要求學生必修一門中國研讀課，還提供大量往中國內(nèi)地企業(yè)實習，或回內(nèi)地著名學府進修中國文化的機會，目的在於寓歷於學習，知天地之大，開拓胸懷，從而給理大學子提供了更為廣闊的發(fā)展空間。

吸收眾家之長 展望教育未來

眾所周知，中國目前的高等教育水平還與世界領先教育水平存在一定的差距，面對社會人士對大專院校及大學生提出這樣或那樣的批評，梁天培教授跳出身陷其中的迷局，透視了當今世界高等教育的發(fā)展趨勢，對國家的高等教育存在的弊端作了分析。

梁教授指出，我國的私立大學所的比例甚少，很多人對私立大學的辦學質(zhì)量還存在很大的偏見，這主要是私立大學的辦學成效還沒有得到社會的認可，這也直接影響了我國普及高等教育的推廣。而美國等西方國家可以自由設立大學，且不須要申請許可執(zhí)照，只須要接受外界認同它的學術水平即可。這對普及教育的推廣有極大的好處，也是我國推廣普及高等教育值得借鑒的方面。

在教學管理方面，梁教授更推崇“校園民主”、“教授治?！迸c“學術責任”結合的治校則，他認為教授們應以身作則，為學生們建立良好的學術榜樣包括嚴格遵守學術倫理和學術真誠，做一個成功的“知識的傳遞者，技術的指導者，思想的啟蒙者，和職業(yè)的引導者”，這才能形成一個和諧的校園文化和校園氛圍。

在教學內(nèi)容方面，創(chuàng)新教育的實施力度還不夠，雖然越來越多的香港年輕人已走向創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的道路，但要使香港進入創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)還有很長的一段路要走。梁教授對日本與韓國的教學理念也推崇至，韓國教育界將傳統(tǒng)文化成功融入課程教學之中，不僅弘揚了傳統(tǒng)文化，還將歷史文化成功轉(zhuǎn)化為高產(chǎn)值的文化產(chǎn)業(yè)，這給香港發(fā)展創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)提供了新的思路。

在教學體制方面，他認為由於我國的高等院校多數(shù)屬於公立學校，政府對高校的政策制訂起著一定的約束作用，而日本的國立大學引入“獨立行政法人化”的體制，這種將公立大學獨立於政府控制之外的辦學體制對現(xiàn)行教育的發(fā)展有著深刻的社會意義。

從梁教授的冷靜思考當中，我們可以看到他“海納百川”的氣度，“取其精華”的智慧。這無疑也給中國高等教育的發(fā)展提供了新的參考。

國事港事 事事關心

2006年3月，這對梁天培教授來說無疑又是人生的一個轉(zhuǎn)折點，在慶祝自己六十大壽的同時，他也為自己的教育事業(yè)畫上了一個圓滿的破折號――加入到了退休隊伍的行列，然而他的教育熱情還沒有減退，還繼續(xù)關注著學校的建設與發(fā)展，繼續(xù)關心著教育的變革與革新。被香港理工大學授予終身榮譽教授的他，教育生命還在延續(xù)，教育使命仍在繁殖，只是，這一切都在於他默默地耕耘。

梁天培教授的眾多頭銜當中，不能不提的就是他曾任第八、第九、第十屆政協(xié)委員。在他的心中，裝載的不僅是一批批學生，還裝載著發(fā)展中的理大，更裝載著振興中的香港和整個中國。

作為連續(xù)三屆全國政協(xié)委員，梁天培教授最為關心的就是國家經(jīng)濟和民主法制建設。在參加政協(xié)會議當中，他經(jīng)常提出失業(yè)問題的解決，如何吸引一些工序回港，基建工程要盡快落實及上位，要惠及本地人就業(yè)，吸引內(nèi)地企業(yè)來港設立分公司、分店，盡力支持香港工商業(yè)發(fā)展及創(chuàng)新，增加其競力等問題，給香港的經(jīng)濟發(fā)展和社會問題的解決提出了很多具有建設性的意見。梁教授還想百姓之所想，直言特區(qū)政府在政策執(zhí)行上的不力，從實際情況出發(fā)，力陳公務員編制削減帶來的不利影響，這對於“精兵簡政”之風盛行的當下來說，他所承受的輿論壓力可想而知。

然而，敢於直陳己言者能有幾人？

梁天培教授認為，擺在民主面前最大的攔路虎就是貪污問題，而如何遏制或者減少貪污，是一個非常值得探討的問題。

參政議政不只是梁天培教授教育工作之外唯一的事情，自80年代後期以來，梁先生參加了很多香港服務工作，從香港科技協(xié)進會、香港工程師學會、英國工程師學會、香港工程科學院都可以看到梁天培先生的身影，起著重要的領導作用。在任職於香港工程師學會會長期間，將學會的規(guī)模發(fā)展至了2萬會員人次，與國家科協(xié)、機械工程師學會合作，開發(fā)了多項研究項目，起到了很好的學術帶頭作用。

溫文敦厚謙遜仁和

在眾多成就面前，已年屆花甲的梁天培教授在談起自己的經(jīng)歷時，總是保持著謙遜的君子風度，一再調(diào)自己在學術上還沒有很大的突破。然而又有誰能忽視他所取得的成就呢？從梁教授身上，我們看到的是一位儒家文化精髓的繼承者，一位西方文化的貫通者。百忙之中的他還一直堅持著短途以步代車的習慣，笑言“走路不僅可以讓我冷靜思考，還起到了健身的作用，何樂而不為呢？”

然而，當記者問起教授的子女的情況時，一直保持謙虛風范的梁教授一改常態(tài)，得意地說道：“我的兒子和女兒都畢業(yè)於倫敦大學，女兒現(xiàn)在從事金融工作，忙得是不亦樂乎?！彼€頗為自豪地夸：“我的女兒很漂亮的！”遂而暢懷大笑……

在梁天培教授眾多的頭銜當中，他之所以愛“教授”之稱，是因為“教授”之職讓他有了寓教於人的責任感，“教授”之稱讓他有了人生奮斗的使命感，“教授”之銜讓他有了教化助人的榮譽感。

他的一生也都在為教育事業(yè)奮斗不息，而正是他在教育事業(yè)上的進步也鑄就了他在其他社會工作方面的輝煌，正如梁天培先生所說：“教育是我的根，是教育讓我找到了人生的歸屬。人就象是一棵樹，只有扎下了根，枝繁葉茂才有可待之日?！?/p>