机械设计与制造的重要性与难度

机械设计与制造的重要性与难度

摘要：本文从机械的起源及发展讲起论述了在人类不同的发展时期，机械对人类，对社会的重要性及影响，说明了机械产品对我们的生活是不可或缺的。再以我国机械制造业面临的问题为例具体分析了机械设计与制造的难度。

0 前言

机械(Machine)源自希腊语之Mechine 及拉丁文Mecine，原指“巧妙地设计”，作为一般性的概念可以追溯到古罗马时期主要是为了区别于手工工具。现代中文“机械”一词为机构和机器的泛称，是将已有的机械能或非机械能转换成便于利用的机械能，或是将机械能变换为某种非机械能或用机械能来做一定工作的装备或器具。【1】机械的特征有：机械是一种人为的实物构件的组合，机械各部分之间有确定的相对运动机器，具备机构的特征外，还必须具备第三个特征即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。故机器能转换机械能或完成有用功。中文机械的现代概念多源自于日本机械一词，日本对机械概念做如下定义（既符合下面三个特征称为机械）：

①机械是物体的组合，假定力加到各个部分也难以变形。

②这些物品必须实现相互的，单一的，规定的运动。。

③把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。

机械制造是国民经济最重要的基础产业之一，这足以看出机械的重要。

1 机械设计与制造的重要性

1.1机械设计起源和古代机械设计

我国近代的考古发现证明了一些传说和记载。在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对于古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“系辞下”中有“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“服牛乘马，引以致远”，“断木为杵，掘地为舀”。由此可见，在4000多年以前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械，农具，船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期（公元前221至公元220年）我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领选地位，在世界机械工程史上占有十分重要的位置.【2】

1.2近代机械设计与制造

十八世纪兴起的第一次产业革命，使机器和机器体系取代了手工劳动而成为近代大工业的技术基础。也只是到了这个时候，工业才最终形成为一个独立的并在整个社会在产生过程中发挥主导作用的社会物质生产部门。机器的广泛使用，必然要求用机器生产机器。十九世纪初，建立了近代机器制造业，从而使机械化生产推广到了工业的各个部门，促进了能源产业、原料工业以及国民经济其他部门的发展，改变了工业和农业生产的面貌。正如马克思所指出的“大工业必须掌握它的作为特征的生产资料，即机器本身，并且必须用机器生产机器。这样，它方才有它的适当的技术基础，有它的本身的立足点。”机械设备、生产工具作为社会

生产力发展水平的物质标准，作为自然学科等知识形态的生产力转化为直接的现实的生产力的载体，作为人类社会认识自然和改造自然的物质手段，是近代社会新的生产力的代表，是人社会不断发展的技术基础。

1.3现代机械制造技术的重要性

机械制造业是国民经济的基础产业, 它的各项经济指标占全国工业的比重高达四分之一至五分之一,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强,因此,各国都把机械制造业的发展放在首要位置，努力提高本国机械制造技术。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧,各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中,作为竞争取胜的重要段。工业是国民经济的主导。没有好的机械制造技术，就没有好的工业，没有巩固的国防，何谈人民的便利、国家的富强。所以，提高机械制造技术，实现国家工业化，并进而实现工业、农业、科学技术和国防的现代化，乃是世界各国发展本国经济，改变落后面貌，建设独立国富民强国家的普遍道路。

2 机械设计与制造的难度

机械业的发展对人类，对社会都是及其重要的。在机械工业飞速发展的今天，机械设计与制造也同样面临着许多难题，下面将以我国机械制造业所面临的问题为例，具体分析机械设计与制造的难度。

2.1基础设备的现状限制了我国机械行业的发展

机械制造行业所使用的器具一定程度上反映了机械制造行业的发展水平。机械制造行业，所使用的，机床，刀具，电子机械等设备很大程度上决定了我国机械制造行业的，制造能力，随着，科学技术的发展，为了提高机械制造行业的生产效率，许多行业的先进技术都被引进到机械制造领域当中，包括电子技术，信息技术。随着越来越多先进技术的引入，就对机械制造行业提出的要求就越来越多，要求我国机械制造行业能够满足越来越复杂的要求，精密加工精细加工，对微型机械的加工等等，对于我国设备的薄弱对一些要求比较高的机械加工，企业并不能胜任，导致部分客户的流失，对企业的经济利益造成损失，大大降低了企业在机械制造行业中的威望，失去了继续竞争的后劲。

2.2 高精尖技术的开发相对薄弱限制了我国机械行业的发展

以汽车行业，为代表的机械制造行业对高精尖技术的要求就比较高，高精尖技术代表的就是企业的生产能力，科技的进步将大大提高生产效率的提高。这也是大部分企业不断加大对高精尖技术投入的原因，由于我国大部分企业对高精尖技术，研发的投入不足，导致我国相关行业，高精尖技术的发展远远落后西方国家，在一些高端领域中的竞争力明显不足，以汽车为代表的制造业的发展所形成的引领效应，将使得我国其他的生产领域受惠，拉动我国整体经济的发展速度和竞争能力。

2.3 自主创新及人才培养限制了我国机械行业的发展

我国的机械制造行业并不缺少模仿先进技术的人才。但是我国机械制造行业，普遍缺少能够自主创新的高端人才，由于我国制造行业中良莠不齐，大部分制造行业所走的路还是以控制成本为发展战略的道路，这样就导致在尖端技术人才的培养中，所投入的力度不足。产品的开发周期较长，不能与国际竞争的大环境相匹配，21世纪的竞争根本是人才竞争，只有高端人才的不断涌入，才能为企业不断地注入新鲜的血液，为机械制造行业的不断发展提供源源不断的动力。【3】

2.4 我国机械行业的管理水平限制了我国机械行业的发展

工业管理作为机械制造行业中的主脑，决定着制造业的日常生产经营的状况。提高我国机械制造行业的管理水平，是从根本上解决我国发展力不足的手段，在西方国家普遍所采用的是计算机管理技术。通过计算机对一段生产参数的计算，严格把守生产线，