淺析機械工程在我國現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘 要：機械工程是一門歷史悠久的科學(xué)學(xué)科。從石器時代的各種石斧、石錘等簡陋的工具演變到如今的和諧號、C919大飛機等一系列先進的載具，這其中經(jīng)歷了漫長的過程。 隨著我國生產(chǎn)力的發(fā)展，我們開始向機械強國的目標(biāo)奮進。針對機械工程對我國發(fā)展的重要性，本文論述了機械工程在中國的發(fā)展?fàn)顩r，希望能為我國機械領(lǐng)域的創(chuàng)新貢獻力量。

關(guān)鍵詞：機械工程；智能；自動化；高端

1.機械工程概要

機械工程是一門涉及利用物理定律為機械系統(tǒng)作分析、設(shè)計、生產(chǎn)、及維修的工程學(xué)科。這一門科學(xué)要求學(xué)習(xí)者們要對力學(xué)、電學(xué)、設(shè)計學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)知識有一定的掌握，所以機械工程的知識得以應(yīng)用的領(lǐng)域非常之廣，包括了車輛、航天航空、船舶、橋梁、機床、醫(yī)療器械等等，與人類生活息息相關(guān)。17世紀(jì)后期，隨著煤礦和金屬礦石的需求量逐年增長，人們發(fā)現(xiàn)單單依靠人力和畜力不能提高生產(chǎn)力?；谶@種市場生產(chǎn)需求，1698年托馬斯·塞維利和1712年托馬斯？紐科門制造了早期的工業(yè)蒸汽機[1]，再后來的瓦特發(fā)明了有分開的凝汽器的蒸汽機，使得當(dāng)時的礦業(yè)與運輸業(yè)都得以機械化，成為機械工程史上的重要里程碑。經(jīng)過改革開放和多年的迅猛發(fā)展，我國的機械行業(yè)取得了可喜可賀的成就。在國際，國內(nèi)上已經(jīng)取得了不小的定位，對機械工程在中國的繼續(xù)前行奠定了良好的基礎(chǔ)。但是我們必須要對行業(yè)形勢與領(lǐng)域自身發(fā)展有一個客觀的認識，這樣才能保持機械工程行業(yè)的生生不息與蓬勃發(fā)展。

2.機械工程發(fā)展現(xiàn)狀分析

制造業(yè)對于機械工程的發(fā)展一直占據(jù)著很大一部分比重?！吨袊圃?025》提出制造業(yè)是立國之本、興國之器、強國之基[2]。制造業(yè)的發(fā)達程度決定了我國的機械領(lǐng)域發(fā)展水平。特別是裝備制造，是提高我國綜合國力的制高點。隨著我國的制造業(yè)已由傳統(tǒng)的機械加工過渡到了自動化機械加工，我國綜合生產(chǎn)能力與日俱增，國際競爭力日益壯大。2010年，中國以19.8%的世界制造業(yè)增加值占比，超越了美國，躍居世界第一制造大國。同時不可否認的是，相較于傳統(tǒng)工業(yè)大國，比如美國、英國、德國等，我國在制造技術(shù)水平方面還落后得多。當(dāng)前中國制造業(yè)“大而不強”的情況比較突出。主要表現(xiàn)為核心技術(shù)仍受制于人、未能掌握自主創(chuàng)新的主動權(quán)。我國80%以上高端技術(shù)依靠從國外進口，例如在芯片制造過程中占據(jù)重要地位的光刻機技術(shù)。

3.機械工程發(fā)展趨勢分析

3.1機械自動化

相較于傳統(tǒng)機械，現(xiàn)代機械很大程度上應(yīng)用了自動化技術(shù)使工作效率大大提高。自動化的優(yōu)點在于節(jié)省了勞動力、能源、材料，提升了機械加工質(zhì)量與精度。自動化結(jié)合了計算機技術(shù)與控制理論，從而讓機械實現(xiàn)自動，有效地解決了生產(chǎn)率低下的問題。自動化還能將工人們從重復(fù)、單調(diào)的工作模式中解救出來，將目光放在更高、更值得改進的領(lǐng)域。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展下，自動化技術(shù)愈趨成熟。自動化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域同樣發(fā)展迅猛。在應(yīng)用機械自動化技術(shù)之后，可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)信息交換、處理和共享，實現(xiàn)汽車制造的自動化加工控制。特別是在汽車零部件生產(chǎn)組裝中，利用自動化技術(shù)，可以對汽車整體組裝完成度與契合度進行信息控制。從而保證了機械控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性[3]。

3.2機械智能化

隨著工業(yè)4.0、“中國制造2025”時代的來臨，大數(shù)據(jù)、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和更新讓制造業(yè)進入全新的智能化的領(lǐng)域，不少行業(yè)在發(fā)展中脫穎而出。工業(yè)機器人就是其中之一。如今的工業(yè)機器人不僅搭載運動控制系統(tǒng)，還擁有圖像處理功能。進一步完善了機器人的視覺系統(tǒng)，從而優(yōu)化了檢測、識別、判斷、測量等功能。隨著工業(yè)4.0使全球工業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，工業(yè)機器人近年來成為我國制造業(yè)的“寵兒”。根據(jù)IFR的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年全球工業(yè)機器人銷量為38.1萬臺，而中國、韓國、日本、德國和美國等五大市場占據(jù)總市場的73%。其中中國的工業(yè)機器人市場占據(jù)全球市場的37%，完成了13.8萬臺的銷量，超過歐洲和美洲市場總和（11.24萬臺）。截至2017年12月，中國與日本是工業(yè)機器人領(lǐng)域的重點專利布局國，其中中國的專利布局量最大，占全球總量的 36.5%[4]。但機器人行業(yè)與我國其他機械行業(yè)一樣，瓶頸仍在在于核心技術(shù)的問題。技術(shù)上的瓶頸決定了我國與發(fā)達國家的行業(yè)競爭僅僅停留在中低端層面，仍需進一步升級[5]。我國“機械智造”起步較晚，中國工業(yè)機器人專利申請量于2008年才有了明顯上升趨勢。另外工業(yè)機器人相較于其他傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備來說，體系沒有那么穩(wěn)固，找到新的發(fā)展突破口相對容易。是我國實現(xiàn)“彎道超車”的途徑之一。機械設(shè)計制造的智能化傾向是現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域的主要發(fā)展方向[6]。

3.3機械高端化

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱，高端裝備制造業(yè)則是制造業(yè)的尖端部分。隨著2016年我國著手對接《中國制造2025》，機械工程在發(fā)展過程中越來越趨向于高端化。我國抓緊實施大型飛機、航空發(fā)動機及燃氣輪機、高檔數(shù)控機床、核電裝備、高端診療設(shè)備等一批創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化專項、重大工程；開發(fā)一批標(biāo)志性、帶動性強的重點產(chǎn)品和重大裝備。我國需要突破發(fā)展瓶頸，就必須大力發(fā)展高端裝備業(yè)來促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和帶動國民經(jīng)濟可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展。中國如今面臨核心技術(shù)受制于人、國際競爭優(yōu)勢愈趨弱化的形勢，加快機械高端化才是我國機械工程及機械制造由規(guī)模擴張到質(zhì)量轉(zhuǎn)變的必由之路。

4.結(jié)語

綜上所述，從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢來看我國的機械工程前景很好。要想繼續(xù)推進這種良好態(tài)勢的發(fā)展，我們必須要提高機械領(lǐng)域的自動化程度，把機械工程向高端化傾斜，把智能化滲透與機械工程的方方面面，從而實現(xiàn)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)精度的提升，并有效減少生產(chǎn)成本，實現(xiàn)智能機械、自動機械、高端機械的目標(biāo)。

參考文獻：

[1]延濤，田洪斌.能源與技術(shù)革命[J].陜西財經(jīng)學(xué)院學(xué)報，1984（01）：32-39.

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[3]王雷.汽車機械控制系統(tǒng)中的自動化技術(shù)運用[J].自動化應(yīng)用，2018（10）：151-152+154.

[4]王崢 機器人產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)分析評議報告[R] 知識產(chǎn)權(quán)出版社有限責(zé)任公司2018

[5]李遠景，薛鵬.中國高端裝備制造業(yè)的結(jié)構(gòu)特征和瓶頸突破[J].經(jīng)濟師，2018

[6]張寶坤，王淑霞，王艷.機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術(shù)，2011，32（04）：48-54+57.

作者簡介：

饒國正（1997—），男，四川巴中，西華大學(xué)機械工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，本科在讀。