机械工程学科现状及发展趋势

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,机械工,程,程学科,现,现状及发展趋,势,势,报告人,：,：李,威,威,中国矿,业,业大学,机,机电工,程,程学院,执行院,长,长 教,授,授 博,士,士生导,师,师,报告内,容,容,2,机械工,程,程,学科,的现状,德国工,业,业,4.0,中国制,造,造,2025,合格机,械,械工程,师,师应具,备,备的知,识,识体系,3,机械工,程,程,学科,的现状,德国工,业,业,4.0,中国制,造,造,2025,合格机,械,械工程,师,师应具,备,备的知,识,识体系,机械工,程,程,学科,的现状,学科内,涵,涵,机械工,程,程学科,是,是研究,机,机械系,统,统和产,品,品的性,能,能、设,计,计及制,造,造的理,论,论、方,法,法和技,术,术的科,学,学，包,括,括机械学和制造学两大领,域,域。,4,机械学,是,是研究机械结,构,构和系统性,能,能及其设计理,论,论与方,法,法的科学,，,，包括,制,制造过,程,程及机,械,械系统,所,所涉及,的,的机构,学,学、传,动,动学、,动,动力学,、,、强度,学,学、摩,擦,擦学、,设,设计学,、,、仿生,机,机械学,、,、微纳,机,机械学,及,及界面,机,机械学,等,等。,机械工,程,程,学科,的现状,学科内,涵,涵,机械工,程,程学科,是,是研究,机,机械系,统,统和产,品,品的性,能,能、设,计,计及制,造,造的理,论,论、方,法,法和技,术,术的科,学,学，包,括,括机械学和制造学两大领,域,域。,5,制造科,学,学是研,究,究制造过,程,程及其,系,系统的科学,。,。涵盖,产,产品设,计,计、成,形,形制造,(,铸造成,形,形、塑,性,性成形,、,、连接,成,成形、,磨,磨具制,造,造、表,面,面工程,等,等,),、加工,制,制造,(,超精密,加,加工、,高,高效加,工,工、非,传,传统加,工,工、复,杂,杂曲面,加,加工、,测,测量及,仪,仪器、,装,装备设,计,计及制,造,造、表,面,面功能,结,结构制,造,造、微,纳,纳制造,、,、仿生,和,和生物,制,制造,),和制造系统,运,运作管理等,。,。,近年来，机,械,械工程基础,研,研究领域取,得,得了一系列,突,突出进展和,原,原创性成果,，,，为我国机,械,械工程和经,济,济建设提供,了,了大批新理,论,论、新技术,和,和新方法，,在,在国内外产,生,生了重要影,响,响，某些领,域,域已在国际,学,学术界占有,一,一席之地。,机械工程,学科,的现状,基础研究现,状,状,温诗铸等提出了薄,膜,膜润滑概念,，,，发明了纳,米,米薄膜测量,技,技术。,黄真提出少了自,由,由度并联机,构,构综合的普,适,适性方法和,通,通用自由度,计,计算公式。,彭东林发明了时栅,位,位移传感器,及,及其测试系,统,统，是精密,测,测量领域少,见,见的原创成,果,果。,华林提出了环件,轧,轧制咬入孔,型,型、塑性锻,透,透和刚性稳,定,定力学模型,。,。,6,虽然我国科,技,技工作者已,经,经取得了大,量,量成果，但,机,机械工程学,科,科在国际上,总,总体还处于,落,落后地位。,未来制造业,的,的发展总趋,势,势：全球化、信,息,息化、绿色,化,化、知识化,和,和极端化；,制造技术的,发,发展总趋势,：,：基于资源,节,节约和环境,保,保护基础上,的,的数字网络化,、,、高效精确,化,化、智能集,成,成化及制造,极,极端化。,机械,工,工程,学科,的现,状,状,基础,研,研究,现,现状,7,许多,高,高新,技,技术,尚,尚未,掌,掌握,，,，许,多,多重,大,大装,备,备我,国,国不,能,能自,主,主设,计,计制,造,造，,缺,缺乏,自,自主,创,创新,能,能力,。,。,是制,造,造大,国,国，,不,不是,制,制造,强,强国,发电,设,设备,、,、机,床,床、,汽,汽车,、,、电,子,子制,造,造等,产,产品,产,产量,居,居世,界,界前,列,列，,却,却没,有,有一,家,家装,备,备制,造,造企,业,业能,跻,跻身,世,世界500强,关键,装,装备,大,大多,依,依赖,进,进口,光电,子,子制,造,造设,备,备的100%,IC,制造,装,装备,的,的85%,高档,数,数控,机,机床的70%,基础,研,研究,相,相对,薄,薄弱,，,，创,新,新性,缺,缺失,，,，原,创,创性,的,的技,术,术和,成,成果,缺,缺乏,，,，企,业,业的,核,核心,竞,竞争,力,力不,足,足,机械,工,工程,学科,的现,状,状,制造,工,工业,现,现状,8,经济,快,快速,持,持续,增,增长,，,，但,资,资源,、,、环,境,境压,力,力增,大,大,经济,的,的快,速,速持,续,续增,长,长对,能,能源,资,资源,的,的需,求,求明,显,显加,大,大，,而,而我,国,国人,均,均资,源,源不,足,足。,另,另外,，,，粗,放,放型,的,的经,济,济增,长,长方,式,式造,成,成能,源,源资,源,源消,耗,耗过,多,多，,环,环境,污,污染,严,严重,，,，主,要,要污,染,染物,排,排放,量,量已,超,超过,环,环境,承,承载,能,能力,。,。,机械,工,工程,学科,的现,状,状,国情,及,及背,景,景,9,国际,贸,贸易,快,快速,增,增长,，,，但,贸,贸易,结,结构,和,和增,长,长方,式,式亟,待,待优,化,化,当前,我,我国,贸,贸易,仍,仍以数量,增,增长为主,，,，走,的,的是,规,规模,扩,扩张,之,之路,，,，出,口,口产,品,品主,要,要是,劳,劳动,密,密集,、,、低,附,附加,值,值产,品,品，,付,付出,的,的资,源,源、,环,环境,代,代价,过,过大,，,，难,以,以为,继,继。,因经,济,济增,长,长过,渡,渡依,赖,赖出,口,口，,造,造成,人,人民,币,币流,动,动性,过,过大,，,，增,加,加了,升,升值,压,压力,，,，且,不,不断,面,面临,贸,贸易,摩,摩擦,。,。,机械,工,工程,学科,的现,状,状,国情,及,及背,景,景,10,把握,发,发展,趋,趋势,未来,机,机械,工,工程,技,技术,发,发展,的,的五,大,大趋,势,势：,绿色,、,、智,能,能、,超,超常,、,、融,合,合、,服,服务,中国,机,机械,工,工程,学,学会,，,，在,路,路甬,祥,祥理,事,事长,的,的倡,导,导下,，,，,于,2010,年,9,月启,动,动，,组,组织,包,包括,19,位两,院,院院,士,士,在内,的,的,100,多位,专,专家,，,，历,时,时一,年,年多,，,，编,写,写了,中,国,国,机,机,械,械,工,工,程,程,技,技,术,术,路,路,线,线,图,图,我,国,国,装,装,备,备,制,制,造,造,业,业,的,的,发,发,展,展,，,，,要,要,紧,紧,紧,紧,扣,扣,住,住,这,这,五,五,大,大,趋,趋,势,势,。,。,11,学,科,科,基,基,本,本,体,体,系,系,及,及,各,各,领,领,域,域,之,之,间,间,的,的,关,关,系,系,12,13,机,械,械,工,工,程,程,学,科,科,的,现,现,状,状,德,国,国,工,工,业,业,4.0,中国制,造,造,2025,合格机,械,械工程,师,师应具,备,备的知,识,识体系,汉诺威,工,工业博,览,览会,德国工,业,业,4.0,战略计,划,划实施,建,建议,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,起源,旨在支,持,持工业,领,领域新,一,一代革,命,命性技,术,术的研,发,发与创,新,新，提,高,高德国,工,工业的,竞,竞争力,，,，在新,一,一轮工,业,业革命,中,中占领,先,先机。,“物联,网,网和制,造,造业服,务,务化宣,告,告着,第四次,工,工业革,命,命的到来,”,”,14,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,社会背,景,景,15,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,从蒸汽革,命,命到工业,4.0,16,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,从蒸汽革,命,命到工业,4.0,工业,1.0,工业,2.0,工业,3.0,17,18,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,从蒸汽革,命,命到工业,4.0,19,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,工业,3.0,与工业,4.0,20,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,大规模生,产,产与大规,模,模定制,“工业,4.0”,概念包含,了,了,由集中式控制向分散式增,强,强型控制的基,本,本模式转,变,变,，目标是,建,建立一个,高度灵活,的,的个性化,和,和数字化,的,的产品与,服,服务的生,产,产模式,。在这种,模,模式中，,传,传统的行,业,业界限将,消,消失，并,会,会产生各,种,种新的活,动,动领域和,合,合作形式,。,。,两大主题,：,：,“智慧工,厂,厂”,，重点研,究,究智能化,生,生产系统,及,及过程，,以,以及网络,化,化分布式,生,生产设施,的,的实现；,“智能生,产,产”,，主要涉,及,及整个企,业,业的生产,物,物流管理,、,、人机互,动,动以及,3D,技术在工,业,业生产过,程,程中的应,用,用等。,三个设想,：,：,“产品”,，集成有,动,动态数字,存,存储器、,感,感知和通,信,信能力，,承,承载在其,整,整个供应,链,链和生命,周,周期中所,需,需的各种,必,必需信息,；,；,“设施”,，由整个,生,生产价值,链,链所集成,，,，可实现,自,自组织；,“管理”,，能够根,据,据当前的,状,状况灵活,决,决定生产,过,过程。,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,两大主题,，,，三个设,想,想,21,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,两个重要,内,内涵,22,德国学术,界,界和产业,界,界认为，,“,“工业,4.0”,概念即是,以,以,智能制造,为主导的,第四次工,业,业革命,，或革命,性,性的生产,方,方法。该,战,战略旨在,通,通过充分,利,利用,信息通讯,技,技术,和,网络空间,虚,虚拟系统,信息物理,系,系统,（,Cyber-Physical System),相结合的,手,手段，,将制造业,向,向智能化转型,。,面向智慧工厂的室内精,确,确定位,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,智慧工厂的车间,基于无线,、,、,RFID,、传感器,和,和服务的,架,架构,从智慧工,厂,厂到智能,生,生产,23,24,工业,4.0,（,Industrie4.0,）,工业,4.0,带来的改,变,变,以“智能,制,制造”为,主,主导的新,工,工业革命,25,机械工程,学科,的现状,德国工业,4.0,中国制造,2025,合格机械,工,工程师应,具,具备的知,识,识体系,26,中国制造,2025,全球制造,业,业格局面,临,临重大调,整,整,。,我国制造,业,业转型升,级,级、创新,发,发展迎来,重,重大机遇,，,，必须放,眼,眼全球，,加,加紧战略,部,部署，着,眼,眼建设制,造,造强国，,固,固本培元,，,，化挑战,为,为机遇，,抢,抢占制造,业,业新一轮,竞,竞争制高,点,点。（德国“工,业,业,4.0”,计划、美,国,国“再工,业,业化”战,略,略,）,我国经济,发,发展环境,发,发生重大,变,变化,。,经济发展,进,进入新常,态,态，制造,业,业发展面,临,临新挑战,；,；形成经,济,济增长新,动,动力，塑,造,造国际竞,争,争新优势,，,，,重点在制,造,造业，难,点,点在制造,业,业，出路,也,也在制造,业,业,。,建设制造,强,强国任务,艰,艰巨而紧,迫,迫,。,我国仍处,于,于工业化,进,进程中，,与,与先进国,家,家相比还,有,有较大差,距,距。制造,业,业大而不,强,