機械工程的發(fā)展史 未來(lái)展望及趨勢研究

機械工程是以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎，結合生產(chǎn)實(shí)踐中的技術(shù)經(jīng)驗，研究和解決在開(kāi)發(fā)、設計、制造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實(shí)際問(wèn)題的應用學(xué)科。在當今社會(huì )，任何現代生產(chǎn)和工程領(lǐng)域都要應用機械，各個(gè)工程領(lǐng)域的發(fā)展也要求機械工程相適應的發(fā)展，都需要機械工程提供所必須的機械。機械工程就是在各方面不斷提高需求的壓力下獲得發(fā)展動(dòng)力，同時(shí)又從各個(gè)學(xué)科和技術(shù)的進(jìn)步中得到改進(jìn)和創(chuàng )新的能力。

一、中國機械工程的發(fā)展史

中國是世界上機械發(fā)展最早的國家之一。中國的機械工程技術(shù)不但歷史悠久，而且成就十分輝煌，不僅對中國的物質(zhì)文化和社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，而且對世界技術(shù)文明的進(jìn)步做出了重大貢獻。

中國機械發(fā)展史可分為六個(gè)時(shí)期:①形成和積累時(shí)期，從遠古到西周時(shí)期。②迅速發(fā)展和成熟時(shí)期，從春秋時(shí)期到東漢末年。③全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期，從三國時(shí)期到元代中期。④緩慢發(fā)展時(shí)期，從元代

后期到清代中期⑤轉變時(shí)期，從清代中后期到解放前的發(fā)展時(shí)期。⑥復興時(shí)期，解放后的發(fā)展時(shí)期。每個(gè)時(shí)期又一可分為不同的發(fā)展階段。

(一)傳統機械的形成和積累時(shí)期

這一時(shí)期是中國機械發(fā)展的第一個(gè)時(shí)期，石器的使用標志著(zhù)這一時(shí)期的開(kāi)始。這是一個(gè)十分漫長(cháng)的時(shí)期，舊石器時(shí)代，新石器時(shí)代，在石器制造方面以磨制工藝為主，同時(shí)對石器的制造有了一套完整的工藝過(guò)程。對石器的選擇、切割、磨制和鉆孔等都有一了一定的要求。這一階段機械的發(fā)展水平有了顯著(zhù)的提高。商代青銅工具和器械開(kāi)始得到較廣泛的應用，到西周時(shí)期，青銅冶鑄技術(shù)達到了高潮。青銅器的出現標志著(zhù)一種新的機械技術(shù)和制造工藝的誕生。

(二)傳統機械的迅速發(fā)展和成熟時(shí)期

從春秋時(shí)期開(kāi)始，我國傳統機械的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。這一時(shí)期鐵器開(kāi)始得到使用，使古代機械在材料方面取得了重大突破。鋼鐵技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展為制造高效生產(chǎn)工具提供了條件。水排、指南車(chē)以及渾天儀、地動(dòng)儀等機械的出現反映了這一時(shí)期的機械在結構原理方面己經(jīng)達到了相當高的水平。在這一時(shí)期，生產(chǎn)過(guò)程中的機械系統有了很大的變化。許多機械已用自然力代替人力作為原動(dòng)力。對機械的操作開(kāi)始由直接操作向間接操作轉變。機器的出現反映了機械系統的發(fā)展達到了很高的程度。我國傳統機械己發(fā)展到成熟階段。

(三)傳統機械的全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期

從三國時(shí)期到元代中期是中國機械發(fā)展的第三個(gè)時(shí)期。與前兩個(gè)時(shí)期相比其主要特點(diǎn)是機械的總體技術(shù)水平有了極大的提高，古代機械得到了全面發(fā)展。

三國到隋店五代時(shí)期，是傳統機械持續發(fā)展時(shí)期。這一階段在工藝方面有較大進(jìn)步。鍛造農其開(kāi)始在農具中古主導地位。鑄造技術(shù)有了新的發(fā)展，出現了一些大型鑄件。這一階段的造船技術(shù)有了新的發(fā)展，發(fā)明了明輪船。此外，在兵器、紡織機械和天文儀器等方面也有新的發(fā)展。

宋元時(shí)期，這是中國傳統機械發(fā)展的高峰時(shí)期。這一階段，在農業(yè)機械方面有很大的進(jìn)步。宋代出現了鍛制的犁刀裝置，許多新型船紛紛出現，造船技術(shù)趨于鼎盛。不少機械傳到了國外，對世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。這時(shí)期是傳統機械全面發(fā)展和鼎盛時(shí)期，也是中國機械史上的繁榮時(shí)期。

(四)傳統機械的緩慢發(fā)展時(shí)期 

   從元代后期到清代中期是中國機械發(fā)展的第四個(gè)時(shí)期。從元代后期到清代初期。這一階段，傳統機械仍有一定的發(fā)展。兵器制造技術(shù)在這一階段發(fā)展很快，出現了大量的兵器。

    清朝政府采取了閉關(guān)自守的政策，中斷了一與西方的科技交流。同時(shí)，由于封建專(zhuān)制的加強，中國資本主義萌芽的發(fā)展受到了極大的限制。中國機械的發(fā)展停滯不前，在這一百多年內沒(méi)有出現多少價(jià)值重

大的發(fā)明。而這時(shí)正是西方資產(chǎn)階級政治革命和產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期，機械科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，遠遠超過(guò)了中國的水平。這樣，中國機械的發(fā)展水平一與西方的差距急劇拉大，到十九世紀中期己經(jīng)落后西方一百多年。

    (五)中國機械發(fā)展的轉變時(shí)期

   從十九世紀四十年代到本世紀四十年代末是中國機械發(fā)展的第五個(gè)時(shí)期。1840年的鴉片戰爭打開(kāi)了中國閉關(guān)自守的大門(mén)，西方近代機械科學(xué)技術(shù)開(kāi)始大量傳入中國，使中國機械的發(fā)展進(jìn)入了向近代機械轉變的時(shí)期。

    鴉片戰爭的失敗使統治階級內部不少人體會(huì )到了先進(jìn)技術(shù)的作用，他們出面倡一導學(xué)習西方科學(xué)技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)的習機器生產(chǎn)，興起了洋務(wù)運動(dòng)。十九世紀后期，民族資產(chǎn)階級己經(jīng)興起，建立了一批機械

工廠(chǎng)，對中國機械的發(fā)展起了重要作用。

    二十世紀以來(lái)，中國機械進(jìn)一步得到發(fā)展。在引進(jìn)國外機械的同時(shí)，也能自制不少類(lèi)型的機械產(chǎn)品。到本世紀三、四十年代，我國自行生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)有了較大的增加。這時(shí)的機械工程教育有了新的發(fā)

展，許多院校設有機械工程系或專(zhuān)業(yè)。我國逐漸有了自己的機械工程技術(shù)人員。

    (六)中國機械發(fā)展的復興時(shí)期

   一九四九年新中國建立后，中國機械的發(fā)展進(jìn)入了新的時(shí)期。新的社會(huì )制度的建立推動(dòng)了機械科學(xué)技術(shù)的向前發(fā)展。建立了門(mén)類(lèi)比較齊全、具有一定規模的機械工業(yè)體系。機械工業(yè)部門(mén)具備了研制和生

產(chǎn)重型、大型機械以及精密產(chǎn)品和成套設備的能力。全國基礎工業(yè)部門(mén)的設備絕大多數都是我國自行制造的，為電力部門(mén)提供了許多大型設備，改變了重型機械一片空白的面貌。

   我國的機械科技的研究水平有了很大的提高。建國后建立了機械科學(xué)研究院，電器科學(xué)研究院等科研機構?，F有六百多個(gè)科研院所。建國以來(lái)出現了許多科研成果，解決了不少機械工業(yè)中的重大科技問(wèn)

題。中國機械科技水平與發(fā)達國家差距正在縮小。另外，機械工程教育在這廣時(shí)期得到了迅速發(fā)展，我國自己養培了大批的機械幾程專(zhuān)業(yè)人才。

    近三十年來(lái)，世界上科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度很快。發(fā)達國家的機械科

技發(fā)展速度都在加快。出現了機械產(chǎn)品大型化，精密化、自動(dòng)化和成

套化的趨勢。比較而一言，我國的產(chǎn)品還比較落后，達到七十年代或八十年代初期水平的不過(guò)百分之十左右，處于世界領(lǐng)先地位的則更少。

二、機械工程的未來(lái)展望

   當今社會(huì )科技創(chuàng )新日新月異，信息化、知識化、現代化、全球化的發(fā)展勢不可當，新興發(fā)展中國家快速崛起，世界經(jīng)濟和財力正處于大調整、大變革、大創(chuàng )新、大發(fā)展的時(shí)期，我國制造業(yè)也將迎來(lái)新的

發(fā)展戰略機遇期和挑戰。

    30余年的改革和開(kāi)放取得了舉世矚月的成就，國家面貌和人民生活發(fā)生了翻天覆地的變化，2010年我國國民生產(chǎn)總值己經(jīng)達到39.8億元人民幣，居世界第二位;2010年全國進(jìn)出u總額達到2.9千億美元，工業(yè)進(jìn)出日總額占一般貿易出口額比重達到了93.1%，機械工業(yè)的銷(xiāo)售量也己經(jīng)居于世界前列，己成為全球經(jīng)濟大國和制造大國。但當前我國的發(fā)展模式仍比較祖放，技術(shù)創(chuàng )新薄弱，產(chǎn)品附加值低，在發(fā)展同時(shí)也付出了巨大的能源資源消耗和生態(tài)環(huán)境污染的代價(jià)，這說(shuō)明我國還不是制造強國。

      到2020年我國將實(shí)現全面建設小康社會(huì )，基本建成創(chuàng )新型國家的目標，向建設富強、民主、文明的社會(huì )主義現代化國家邁進(jìn)，可預計未來(lái)20年我國制造業(yè)在保持強勁發(fā)展勢頭的基礎氣將進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，轉變發(fā)展方式，提高自主創(chuàng )新能力，提升全球的競爭力，基本實(shí)現山制造大國向制造強國的轉變。為實(shí)現制造強國的轉變，機械制造必須先行，必須從模仿走向創(chuàng )新，從跟蹤走向引領(lǐng)。對未來(lái)20年機械工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了預測和展望，明確、清晰地提出了面向2030年機械工程技術(shù)發(fā)展的五大趨勢和八大技術(shù)。這些技術(shù)對未來(lái)裝備制造業(yè)發(fā)展具有重大影響，既立足于中國裝各技術(shù)發(fā)展的實(shí)際，又把握了國際裝各技術(shù)的發(fā)展趨勢。它們的突破將提升我國重大裝備發(fā)展的基礎、關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng )新和重大的集成創(chuàng )新能力，提升我國制造業(yè)的國際競爭力以及在國際分工中的地位，將深刻影響我國制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

三、機械工程的趨勢研究

     世界經(jīng)濟的增長(cháng)離不開(kāi)機械制造業(yè)的持續發(fā)展，而機械制造業(yè)也是始終伴隨著(zhù)世界經(jīng)濟的不斷增長(cháng)而不斷的發(fā)展變化著(zhù)。未來(lái)，世界機械制造業(yè)的發(fā)展將會(huì )有三大趨勢，分別為整個(gè)機械制造業(yè)的重心將遷向亞洲;全球市場(chǎng)的競爭將聚集中端市場(chǎng);節能環(huán)保將越來(lái)越受到用戶(hù)和制造商的重視。

     未來(lái)，我國將是主導全球機械制造業(yè)的主要力量。這主要是原因“十二五”期間，我國國內生產(chǎn)制造業(yè)仍將保持遠高于發(fā)達國家普遍3%不到的增長(cháng)速度，無(wú)疑會(huì )拉動(dòng)今后幾年中國機械制造業(yè)的高速增長(cháng);

再次是，我國的機械制造業(yè)以其巨大的規模優(yōu)勢逐漸獲得全球機械制造業(yè)的領(lǐng)一導權。最后是中歐兩地在兩種不同的心態(tài)下其機械制造業(yè)技的差距預期將在未來(lái)兒年不斷縮小。

     進(jìn)入21世紀，科學(xué)技術(shù)以更加迅速的速度發(fā)展，以因特網(wǎng)為代表的信息技術(shù)得到廣泛應用，人類(lèi)社會(huì )正開(kāi)始走向知識經(jīng)濟的新時(shí)代。以分子原子等為對象的納米制造和以及因技術(shù)為核心的生物制造將閃亮登場(chǎng)，機械工程及機械制造業(yè)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。