我國機械工程的現狀與發(fā)展分析

李巨遠

(西安科技大學 機械工程學院，西安 710054)

0 引言

機械工程(Mechanical Engineering)是一門利用物理定律為機械系統(tǒng)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(fā)展，從木質機械發(fā)展成為金屬機械，經歷了幾次的工業(yè)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(tǒng)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(fā)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(fā)展。在機械工程技術發(fā)展中，如液壓挖掘機、裝載機、工程起重機、叉車等機械，不僅發(fā)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(fā)揮了巨大作用。總體來說，機械工程迫切需要加大研究和創(chuàng)新的力度，不斷提高機械工程技術的先進性和創(chuàng)新性。

1.1.1 基礎研究現狀

我國工業(yè)存在起步晚、發(fā)展時間短、研發(fā)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(fā)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(chuàng)性成果，為機械工程的研發(fā)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(yè)發(fā)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(chuàng)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(yè)普遍缺乏核心技術和品牌優(yōu)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(yè)相繼破產或轉型問題，制造業(yè)是一個國家發(fā)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(fā)展以及數字化技術的應用，所有的行業(yè)或領域已不再以獨立的主體而運行，必須相互作用、協(xié)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(yè)及輕工業(yè)。為更好地發(fā)展農業(yè)及輕工業(yè)生產，機械工程的先進技術廣泛應用于農業(yè)機械及輕工業(yè)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(yè)。隨著工業(yè)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(yè)。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(zhàn)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(fā)設計和創(chuàng)新能力薄弱，核心技術依賴國外；具有國際競爭力的專業(yè)化制造技術體系尚未形成；高端制造業(yè)的配套能力不足，核心設備和系統(tǒng)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(yè)已使用了自動化流水線，但由于使用和研發(fā)成本較高，無法實現所有生產的自動化。

(3)專業(yè)技術人才不足。目前，我國機械加工行業(yè)面臨著技術工人嚴重缺失，大量職業(yè)院校的學生對于機械工程行業(yè)的認識還停留在20年前，認為機械加工就是操作機床，就業(yè)理念陳舊，職業(yè)素養(yǎng)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(fā)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(fā)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(fā)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(tǒng)，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(fā)水平和精密程度。

3.2 機械工程專門人才的體系化培養(yǎng)

目前，對于機械工程行業(yè)來說，專業(yè)藍領較少，專業(yè)化高技能人才的需求極大，但因為制度及就業(yè)觀念的影響，導致從事專業(yè)化、技能化的人才不足。因此，隨著智能化、精密化、專業(yè)化的機械工程技術的應用，需要大量的專門化人才培養(yǎng)體系作保障。

3.3 機械工程的創(chuàng)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(yè)，其中與材料、控制學科關系密切，跨專業(yè)的結合是未來機械行業(yè)發(fā)展的必由之路，因此在人才培養(yǎng)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，認清數字化在未來發(fā)展的重要作用，從而完成機械行業(yè)的改革與進步。

3.4 機械工程技術的綠色化發(fā)展

隨著綠色產業(yè)、綠色制造業(yè)的迅速發(fā)展，機械工程正朝著綠色環(huán)保方向發(fā)展。這不僅是人類社會發(fā)展的需要，更是節(jié)約型社會的需要，也是進一步提升機械工程質量的關鍵。發(fā)展綠色機械工程，對機械工程提出了高效、精密、節(jié)能及環(huán)保的基本要求，體現了綠色化的發(fā)展方向。

3.5 機械工程信息化發(fā)展

機械工程企業(yè)的信息化轉變需要依靠智能化技術的促進，以便實現企業(yè)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(tǒng)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(huán)控制系統(tǒng)。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(fā)展的大時代下，傳統(tǒng)的機械工程需要改造升級，智能化、信息化及協(xié)同作業(yè)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(chuàng)性不夠高，專業(yè)人才不足等問題對機械工程行業(yè)的發(fā)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(fā)力度，鼓勵技術創(chuàng)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。