机械工程学科导论.doc

机械学科概论论文 本课程概要的介绍了机械学科的前沿技术与发展趋势。本人感觉此课程是一门很有内涵的课程，是对机械在现实作用中的总结。能让我们了解到机械工程学科的很多方面。本课程共八讲，第一讲介绍的是机械工程学科的现状与发展趋势，第二讲介绍的是数字化设计技术导论，第三讲介绍的是舒克偶那个技术，第四讲是现代先进制造技术，第五讲是机器人及其应用，第六讲是现代制造系统及其应用，第七讲是精密测量与精微机械，第八讲是学生能力结构与机械工程教育知识体系。 首先介绍现代制造业的特点1.现代制造业面临全球性的市场、资源、技术和人员的竞争。2.开放的国际市场使得消费者更具有选择性，个性化、多样化的消费需求使 得市场快速多变，不可捉摸，无法预测。3.客户化、小批量、多品种、快速交货的生产要求不 断增加。各种新技术的涌现和应用更加剧了市场的快速变化。4.市场的动态多变性迫使制造企业改变策略，时间因素被提高到首要地位。制造行业的竞争将是柔性和响应速度的竞争，以适应全球市场的动态变化。传统的价格与质量仍然是重要的的竞争因素，但已不再是决定因素。下面是从网上查找的传统经济时代与网络经济时代有关机械产品的一些对比 传统经济时代网络经济 时代消费者的可选择性区域性全球性消费需求物美价廉，满足基本生活需求个性化、多样化市场相对稳定快速多变、无法预测生产需求低成本、高质量客户化、快速交货生产方式标准化、系列化、大批量单件、小批量、多品种技术与资源相对集中全球分布竞争要素性价比柔性与响应速度 由此现代制造的业生产必须满足T、Q、C、S 、E的要求(下面的要求其实也就表现了机械工程学科的现状与发展趋势)：T（Time）：时间、产品开发的生命周期、交贷期Q（Quality ）:质量C（Cost ）：成本S（serve ）：服务E（Evironment）：环境 下面分别详细介绍：T:产品生命周期缩短电子产品平均市场寿命（TL）已经从1978年的8年左右缩短到1994年的2.3年。由于产品功能的增强和结构的日益复杂，新产品的平均开发周期（TD）却从1978年的1.5年增加到1994年的4.2年。如何较好地解决这一对日益尖锐的矛盾已经成为企业生死攸关的问题 交货期成为主要的竞争因素，当今企业间竞争的主要推动力是时间。企业生产战略主要是在最短的时间内开发和生产出市场需要的新产品，交货期成了企业最关心的事情。能否更快、更好、以更低的成本制造出新的产品投放市场，将是制造企业生存和发展的关键。时间已经成为决定竞争胜负的最关键因素，市场占有率的很大比例属于产品首先上市的企业 。可见多变的市场需求促使交贷期成为竞争诸因素中的首要因素。为此，必须：（1）提高产品规划和决策的速度与水平（2）开创敏捷化（可重构、可重用、可扩充）的产品设计方法（3）建立敏捷化的产品制造系统（4）建立以Team Work为基础的产品开发工作模式Q：是产品的生命线，它包括功能和性能。产品的必要功能是产品的心脏，不必要功能能吸引顾客眼球，而过剩功能则应该去除。因为过剩功能增加了成本，而且不会带来更多销售额。C（Cost ）：成本，降低产品的成本，是一个永恒的课题。产品的寿命周期成本（包括制造成本和使用成本），在产品设计过程中就已大体确定（产品成本的80%左右在设计阶段就已基本确定）。产品全生命周期的成本在概念设计阶段即有70被决定，到基本设计、详细设计结束时分别有85和95的成本业已被决定，而生产以后的阶段只决定5左右的成本 。S（serve ）：服务，产品制造的宗旨：最大限度地满足用户的要求。服务包括：需求服务，用户参与开发，售后服务，产品回收。E（Evironment）：环境。环境问题的实质是可持续发展问题，可持续发展定义：满足当代人的需要，又不对子孙后代满足其需求的能力构成危害的发展。可持续发展的核心：保护环境和合理利用资源 模块化、标准化、顾客参与技术加快开发、单件定制个性化、多样化产品开发过程数字化集成化并行化绿色化、微型化智能化、柔性化可靠、美观、舒适、减少环境污染可拆卸、可回收、可重用技术具有感知、思维、可编程、可重组人工智能、多学科合作及产品可重构技术现代制造业发展的重要特征: 全球化,数字化,网络化,集成化,并行化,虚拟化.产品设计是从需求出发寻求设计解(产品)的过程，包括：产品概念设计、详细设计、工艺设计等。产品设计的核心问题是：创新设计、设计自动化和可持续发展的产品设计问题。产品创新是为达到企业经营目标，创造具有市场竞争优势商品的过程。设计自动化技术则是基于产品设计基本理论而发展的产品设计过程自动化系统技术。可持续发展的产品设计是指在产品及其全生命周期设计中，充分考虑资源和环境的影响的设计。研究产品设计过程系统行为的基本规律被称之为产品设计基本理论，它是研究设计人员在设计过程中的思维、行为规律。研究设计理论的目的是为发展新一代计算机辅助设计技术奠定理论基础。这种新的计算机辅助设计技术可帮助企业高效率与高质量地寻求产品设计解，而现今的CAD技术只能解决产品的二维、三维的描述，而不是真正意义上的辅助产品设计 。需求分析产品功能分析产品技术原理分析与实现产品结构分析与实现产品技术说明书企业目标与市场认可用户需求与资源可能性设计与生产技术创新经济分析产品开发计划概念产品开发过程 产品设计是产品开发过程中最重要的环节之一，占据着极为重要的地位。降低产品的成本，是一个永恒的课题。产品的寿命周期成本（包括制造成本和使用成本），在产品设计过程中就已大体确定（产品成本的80%左右在设计阶段就已基本确定）。 产品全生命周期的成本在概念设计阶段即有70被决定，到基本设计、详细设计结束时分别有85和95的成本业已被决定，而生产以后的阶段只决定5左右的成本 。现代设计理论和方法:智能设计、优化设计、仿生设计的理论和方法; 并行设计、网络化协同设计、异地设计的理论和方法；组合化/系列化/模块化设计的理论和方法；大型、复杂机电系统设计理论与方法；基于虚拟现实的数字化设计理论与技术。