機械工程科學(xué)前沿和優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想

劉晨曦+楊一帆+祝大舜

摘要：近年來，我國機械工程科學(xué)得以很大的發(fā)展，并與之建立了完善的學(xué)科體系，在機械工程科學(xué)前沿、機械工程創(chuàng)新以及機械工程應(yīng)用等方面取得了不錯的成就。本文筆者通過探究當下機械工程的發(fā)展以及對發(fā)展前沿進行展望，進而對機械工程科學(xué)優(yōu)先領(lǐng)域進行初步構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：機械工程，科學(xué)前沿，優(yōu)先領(lǐng)域，初步構(gòu)想

引言：

重大機械工程技術(shù)、納米技術(shù)以及智能技術(shù)的進一步發(fā)展與使用，推進了機械工程學(xué)科體系及其內(nèi)容的進一步發(fā)展與完善。工業(yè)應(yīng)用的開發(fā)應(yīng)用基礎(chǔ)研究、工程和科學(xué)技術(shù)進而形成了相互促進、相互依存的緊密聯(lián)系。隨著各國工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，機械工程正逐步朝著集成化、綜合化、數(shù)字化、清潔化以及微型化等方向發(fā)展，其發(fā)展的主要特點是：智能、交叉、柔性、高效和精密。

一、機械工程科學(xué)的發(fā)展

（一）機械工程在學(xué)術(shù)研究方面的發(fā)展展

在1949年建國至今，在這60多年來，我國機械工程科學(xué)發(fā)展飛速，取得了質(zhì)的突破。從學(xué)術(shù)研究這一角度來看，機械工程科學(xué)研究理論眾多，并且部分學(xué)術(shù)理論已躋身于世界領(lǐng)先水平，其中7R空間機構(gòu)位移分析、超速擠壓變形規(guī)律、機床顫震非線性規(guī)律以電接觸可靠性理論和圓弧齒輪強度分析等重要理論先后獲得國家自然科學(xué)獎，而且躋身于世界先進水平。此外，農(nóng)機仿生減租脫附機理、計量型原子力顯微鏡、空間機構(gòu)并聯(lián)理論以及彈性流體潤滑理論等諸多理論研究也具備領(lǐng)先水平。

（二）機械工程科學(xué)在技術(shù)創(chuàng)新方面的發(fā)展

隨著科學(xué)的發(fā)展，機械工程科學(xué)與管理科學(xué)、電子信息技術(shù)科學(xué)以及生命科學(xué)之間的聯(lián)系越來越密切，在很大程度推動了原有機械工程體系的進一步的完善。在技術(shù)創(chuàng)新上，稀土化合物摩擦學(xué)特性、磁盤精密沙袋研拋機理、形MIG焊接電弧控制法、等角速萬向聯(lián)軸器、SiC陶瓷刀具、高溫密柵云紋法以及高溫下材料力學(xué)測量裝置等諸多方面的技術(shù)創(chuàng)新已達到國際領(lǐng)先水平，并在國際上獲得了諸多發(fā)明獎項。除此之外，我國在快速成形制造、微型機電系統(tǒng)、智能結(jié)構(gòu)和智能機械系統(tǒng)、仿生機械以及制作系統(tǒng)和制造模式等方面已成形成了新的新的創(chuàng)新研究發(fā)展方向，進一步推動了我國機械工程科學(xué)的創(chuàng)新。

（三）機械工程科學(xué)在工程應(yīng)用方面的發(fā)展

機械工程科學(xué)在工程方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：飛機安全可靠性研究、精加工刀具后角的研究、鍛壓設(shè)備數(shù)控技術(shù)以及大型汽輪機組軸承系統(tǒng)的摩擦設(shè)計學(xué)等的廣泛應(yīng)用，提高了社會生產(chǎn)率，為我國經(jīng)濟的發(fā)展帶了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，大大提高了人們的生活水平。

二、機械工程科學(xué)前沿的初步探討

（一）機械工程科學(xué)的主要特征

機械工程科學(xué)前沿的顯著特征是能夠涵蓋工程實際中出現(xiàn)的關(guān)鍵的科學(xué)技術(shù)問題，這是機械工程科學(xué)區(qū)別于其他基礎(chǔ)科學(xué)前沿的重要標志。此外，機械工程科學(xué)前沿還具有明確的應(yīng)用前景的特征，以及其前沿的技術(shù)成果的市場競爭力較高的重要特征。隨著世界經(jīng)濟一體化的發(fā)展，特別是我國自2001年加入世貿(mào)以來，我國的機械行業(yè)以及汽車行業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存，面對挑戰(zhàn)，各企業(yè)要提高創(chuàng)新能力，加快產(chǎn)品的研發(fā)，并且要高度重視企業(yè)的環(huán)境適應(yīng)能力、產(chǎn)品的質(zhì)量、交貨期以及成本和售后。

（二）機械工程科學(xué)的主要發(fā)展前沿

在未來科技的發(fā)展展望中，科學(xué)界發(fā)展可謂百花齊放，發(fā)展前景一片光明。生命學(xué)科、納米學(xué)科、管理學(xué)科、材料學(xué)科、制造學(xué)科以及信息學(xué)科等主流學(xué)科聯(lián)系密切、交叉發(fā)展，進而形成了制造信息學(xué)、仿生機械和仿生制造學(xué)、可重構(gòu)制造系統(tǒng)和制造管理學(xué)以及納米制造和納米機械學(xué)等都是現(xiàn)今我國機械工程科學(xué)的前沿學(xué)科，推動著我國機械工程科學(xué)的發(fā)展。在發(fā)展這些前沿學(xué)科的過程中我們要堅持“有所為，有所不為的”的研究原則，研究并發(fā)展具有優(yōu)勢的并具備發(fā)展特色的前沿，例如當下的并聯(lián)機構(gòu)、機械仿生以及納米摩擦學(xué)等具有一定研究基礎(chǔ)和發(fā)展特色的領(lǐng)域，我們要長期研究下去。

（三）機械工程科學(xué)在某些領(lǐng)域的發(fā)展前沿動態(tài)

機械工程科學(xué)在某些領(lǐng)域存在以下發(fā)展現(xiàn)狀，例如，國內(nèi)外不少專家、學(xué)者都對并連軸機床進行了相關(guān)的研究，但是在這些研究中，大部分研究者都是在重復(fù)研究，做一些無用功。近幾年來，在動力學(xué)、傳動領(lǐng)域等方面研究課題不少，但是一直未取得突破性的進展。國內(nèi)普遍看好的“虛擬制造”，一直處于初級研究階段，并未在進行深層次的研究?，F(xiàn)階段，我國機械工程科學(xué)在某些領(lǐng)域與國外相比，尚存在很大的差距，針對這一弊端，我國應(yīng)投入必要的財力、物力以及精力，實現(xiàn)機械工程科學(xué)發(fā)展前沿在某些領(lǐng)域的實質(zhì)性突破。眾所周知，國家規(guī)定的重點發(fā)展項目，大部分都是都過層層的國家遴選，優(yōu)先發(fā)展的前沿項目或者領(lǐng)域，其在很大程度上代表了國家機械工程科學(xué)的資助以及發(fā)展的方向。這些國家規(guī)定的重點項目具有前瞻性、交叉性、先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性以及應(yīng)用性等五大特點。與此同時，筆者認為我國機械工程科學(xué)前沿還針對某些領(lǐng)域，如超聲機電、零件精密壓制以及測試等有關(guān)領(lǐng)域召開了專門的研討會，以更好的促進機械工程科學(xué)在這些領(lǐng)域的發(fā)展。

三、我國機械工程科學(xué)優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想

隨著我國綜合國力的提升，在工程機械科學(xué)的發(fā)展上已有了諸多的科研成果，具備了一定的發(fā)展優(yōu)勢。因此，在我國機械工程在優(yōu)先領(lǐng)域應(yīng)選擇對我國科技技術(shù)發(fā)展有重大促進作用的領(lǐng)域。鑒于此，筆者認為在我國機械工程科學(xué)優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想層面上應(yīng)該優(yōu)先領(lǐng)域主要有以下兩個方面：第一、機械系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計理念和方法以及產(chǎn)品性能；第二、制造單元以及制造系統(tǒng)。只有國家充分認識到優(yōu)先資助的重要性，重視機械工程科學(xué)的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，才能夠更好的推進機械工程科技的發(fā)展，才能真正意義上的實現(xiàn)機械工程科學(xué)研究的創(chuàng)新，在技術(shù)成果上取得突破性的發(fā)展。

結(jié)語：

綜上所述，機械工程科學(xué)的發(fā)展極大的改變了人們生產(chǎn)生活的方式，開闊了人們的視野，提高了人們的生活水平。一方面，隨著機械工程科學(xué)的進一步發(fā)展，儀器設(shè)備、智能自動化、微型機電系統(tǒng)以及高效柔性制造技術(shù)的日趨成熟，其必將受到人們的廣泛關(guān)注，也必定會被市場所認同推廣。另一方面，重構(gòu)制造系統(tǒng)無論從技術(shù)層面還是理論層面，都越來越契合我國已有的制造模式。最重要的是，在未來的幾年里，我國的仿生制造、機構(gòu)學(xué)以及仿生機械等諸多領(lǐng)域都必定躋身世界先進行列，進一步促進我國工業(yè)的發(fā)展。要深信，在機械制造科學(xué)技術(shù)的全面支持下，我國的制造業(yè)必定會全面實現(xiàn)現(xiàn)代化?？傊?，我國機械工程科學(xué)的發(fā)展前景非常的廣闊。

參考文獻：

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