机械工程的发展史,未来展望和趋势研究

机械工程的发展史、未来展望和趋势研究
【摘要】机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。

在当今社会，任何现代生产和工程领域都要应用机械，各个工程领域的发展也要求机械工程由于只相适应的发展，都需要机械工程提供所必须的机械。

机械工程就是在各方面不断提高需求的压力下获得发展动力，同时有从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。

【关键字】机械工程发展史未来展望趋势研究
一、中国机械工程的发展史
中国是世界上机械发展最早的国家之一。

中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。

中国机械发展史可分为六个时期：①形成和积累时期，从远古到西周时期。

②迅速发展和成熟时期，从春秋时期到东汉末年。

⑧全面发展和鼎盛时期，从三国时期到元代中期。

④缓慢发展时期，从元代后期到清代中期。

⑤转变时期，从清代中后期到解放前的发展时期。

⑥复兴时期，解放后的发展时期。

每个时期又可分为不同的发展阶段。

（一）传统机械的形成和积累时期
这一时期是中国机械发展的第一个时期，石器的使用标志着这一时期的开始。

这是一个十分漫长的时期，旧石器时代，新石器时代，在石器制造方面以磨制工艺为主，同时对石器的制造有了一套完整的工艺过程。

对石器的选择、切割、磨制和钻孔等都有了一定的要求。

这一阶段机械的发展水平有了显著的提高。

商代青铜工具和器械开始得到较广泛的应用，到西周时期，青铜冶铸技术达到了高潮。

青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生
(二) 传统机械的迅速发展和成熟时期
从春秋时期开始，我国传统机械的发展进入了一个新的时期。

这一时期铁器开始得到使用，使古代机械在材料方面取得了重大突破。

钢铁技术的产生和发展为制造高效生产工具提供了条件。

水排、水碓、指南车以及浑天仪、地动仪等机械的出现反映了这一时期的机械在结构原理方面已经达到了相当高的水平。

在这一时期，生产过程中的机械系统有了很大的变化。

许多机械已用自然力代替人力作为原动力。

对机械的操作开始由直接操作向间接操作转变。

机器的出现反映了机械系统的发展达到了很高的程度。

我国传统机械已发展到成熟阶段。

(三) 传统机械的全面发展和鼎盛时期
从三国时期到元代中期是中国机械发展的第三个时期。

与前两个时期相比其主要特点是机械的总体技术水平有了极大的提高，古代机械得到了全面发展。

三国到隋唐五代时期，是传统机械持续发展时期。

这一阶段在工艺方面有较大进步。

锻造农具开始在农具中古主导地位。

铸造技术有
了新的发展，出现了一些大型铸件。

这一阶段的造船技术有了新的发展，发明了明轮船。

此外，在兵器、纺织机械和天文仪器等方面也有新的发展。

宋元时期，这是中国传统机械发展的高峰时期。

这一阶段，在农业机械方面有很大的进步。

宋代出现了锻制的犁刀装置，许多新型船纷纷出现，造船技术趋于鼎盛。

不少机械传到了国外，对世界科学技术的发展产生了一定的影响。

这时期是传统机械全面发展和鼎盛时期，也是中国机械史上的繁荣时期。

(四)传统机械的缓慢发展时期
从元代后期到清代中期是中国机械发展的第四个时期。

从元代后期到清代初期。

这一阶段，传统机械仍有一定的发展。

兵器制造技术在这一阶段发展很快，出现了大量的兵器。

清朝政府采取了闭关自守的政策，中断了与西方的科技交流。

同时，由于封建专制的加强，中国资本主义萌芽的发展受到了极大的限制。

中国机械的发展停滞不前，在这一百多年内没有出现多少价值重大的发明。

而这时正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。

这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。

(五)中国机械发展的转变时期
从十九世纪四十年代到本世纪四十年代末是中国机械发展的第五个时期。

1840年的鸦片战争打开了中国闭关自守的大门，西方近代机械科学技术开始大量传入中国，使中国机械的发展进入了向近代机
械转变的时期。

鸦片战争的失败使统治阶级内部不少人物体会到了先进技术的作用，他们出面倡导学习西方科学技术、引进先进的机器生产，兴起了洋务运动。

十九世纪后期，民族资产阶级已经兴起，建立了一批机械工厂，对中国机械的发展起了重要作用。

二十世纪以来，中国机械进一步得到发展。

在引进国外机械的同时，也能自制不少类型的机械产品。

到本世纪三、四十年代，我国自行生产的产品种类有了较大的增加。

这时的机械工程教育有了新的发展，许多院校设有机械工程系或专业。

我国逐渐有了自己的机械工程技术人员。

(六)中国机械发展的复兴时期
一九四九年新中国建立后，中国机械的发展进入了新的时期。

新的社会制度的建立推动了机械科学技术的向前发展。

建立了门类比较齐全、具有一定规模的机械工业体系。

机械工业部门具备了研制和生产重型、大型机械以及精密产品和成套设备的能力。

全国基础工业部门的设备绝大多数都是我国自行制造的，为电力部门提供了许多大型设备，改变了重型机械一片空白的面貌。

我国的机械科技的研究水平有了很大的提高。

建国后建立了机械科学研究院，电器科学研究院等科研机构。

现有六百多个科研院所。

建国以来出现了许多科研成果，解决了不少机械工业中的重大科技问题。

中国机械科技水平与发达国家差距正在缩小。

另外，机械工程教育在这广时期得到了迅速发展，我国自己养培了大批的机械工程专业
人才。

近三十年来，世界上科学技术发展速度很快。

发达国家的机械科技发展速度都在加快。

出现了机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势。

比较而言，我国的产品还比较落后，达到七十年代或八十年代初期水平的不过百分之十左右，处于世界领先地位的则更少。

二、机械工程的未来展望
日前，由中国机械工程学会组织编写、中国科学技术出版社出版的《中国机械工程技术路线图》在京隆重推出。

该书在历时一年多的编写过程中，倾注了包括19名两院院士在内的100多名专家的心血，横跨中国机械工程技术11个领域。

它的出版有望在未来的20年中，引导我国机械制造技术实现自主创新、重点跨越、全面发展。

当今世界科技创新日新月异，信息化、知识化、现代化、全球化的发展势不可当，新兴发展中国家快速崛起，世界经济和财力正处于大调整、大变革、大创新、大发展的时期，我国制造业也将迎来新的发展战略机遇期和挑战。

30余年的改革和开放取得了举世瞩目的成就，国家面貌和人民生活发生了翻天覆地的变化，2010年我国国民生产总值已经达到39.8亿元人民币，居世界第二位；2010年全国进出口总额达到2.9千亿美元，工业进出口总额占一般贸易出口额比重达到了93.1%，机械工业的销售量也已经居于世界前列，已成为全球经济大国和制造大国。

但当前我国的发展模式仍比较粗放，技术创新薄弱，产品附加值低，在发展同时也付出了巨大的能源资源消耗和生态环境污染的代价，
这说明我国还不是制造强国。

到2020年我国将实现全面建设小康社会，基本建成创新型国家的目标，向建设富强、民主、文明的社会主义现代化国家迈进，可预计未来20年我国制造业在保持强劲发展势头的基础上，将进一步优化产业结构，转变发展方式，提高自主创新能力，提升全球的竞争力，基本实现由制造大国向制造强国的转变。

为实现制造强国的转变，机械制造必须先行，必须从模仿走向创新，从跟踪走向引领。

对未来20年机械工程技术发展进行了预测和展望，明确、清晰地提出了面向2030年机械工程技术发展的五大趋势和八大技术。

五大趋势包括绿色、智能、超常、融合、服务。

八大技术包括复杂机电系统的创意、建模、仿真与优化设计技术，零件精确成形技术，大型结构件成形技术，高速精密加工技术，微纳器件与系统，智能制造设备，智能化集成化传动技术，数字化工程等八大技术。

这些技术对未来装备制造业发展具有重大影响，既立足于中国装备技术发展的实际，又把握了国际装备技术的发展趋势。

它们的突破将提升我国重大装备发展的基础、关键核心技术创新和重大的集成创新能力，提升我国制造业的国际竞争力以及在国际分工中的地位，将深刻影响我国制造业未来的发展方向。

装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性、支柱性、战略性产业，也是一个国家综合国力和国防实力的集中体现。

纵览当今世界强国，无一不是装备制造业的强国。

强国和大国的根本区别在于以技术创新能力为核心的综合国力的组成，其具体体
现之一就在于装备制造业的发展水平。

三、机械工程的趋势研究
世界经济的增长离不开机械制造业的持续发展，而机械制造业也是始终伴随着世界经济的不断增长而不断的发展变化着。

预估，全球机械制造业在2010年-2015年间的平均增长率将在7.8%左右。

未来，世界机械制造业的发展将会有三大趋势，分别为整个机械制造业的重心将迁向亚洲；全球市场的竞争将聚集中端市场；节能环保将越来越受到用户和制造商的重视。

未来，我国将是主导全球机械制造业的主要力量。

这主要是原因“十二五”期间，我国国内生产制造业仍将保持远高于发达国家普遍3%不到的增长速度，无疑会拉动今后几年中国机械制造业的高速增长；再次是，我国的机械制造业以其巨大的规模优势逐渐获得全球机械制造业的领导权。

最后是中欧两地在两种不同的心态下其机械制造业技术的差距预期将在未来几年不断缩小。

节能环保是工程机械行业发展的大趋势，机械制造业自然也无法置身事外，但正如清洁能源的利用一样，但总体上来说，随着世界各国尤其是新兴市场国家对节能环保的关注度的提高，机械制造业转向更加环境友好更加低能耗排放的趋势是不可扭转的。

而我国也一直在强抓节能减排，中国的非路面机械排放标准也是逐年在提高，发改委能源研究所负责人表示，“十二五”节能目标为单位GDP能耗下降幅度不高于20%,但不低于15%。

节能化产品将是工程机械行业发展的必然趋势。

据发布的《2011-2016年中国农、林、牧、渔专用机械制造市场分析深度研究报告》显示：未来，我国机械工业有三大发展趋势分别是聚集中端、大型化、智能化。

另外，先进制造技术的提出，先进制造技术体系结构的逐渐建立，它是面向21世纪的技术,制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质的变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。

先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。

一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。

因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。

但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。

我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。

进入21世纪，科学技术以更加迅速的速度发展，以因特网为代表的信息技术得到广泛应用，人类社会正开始走向知识经济的新时代。

以分子原子等为对象的纳米制造和以及因技术为核心的生物制造将闪亮登场，机械工程及机械制造业将进入一个崭新的发展阶段。