机械工程学科的现状与发展趋势

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贺
新
读
郎
史
1964年春 人猿相揖别。只几个石头磨过，小儿时节。 铜铁炉中翻火焰，为问何时猜得，不过（是） 几千寒热。人世难逢开口笑，上彊场，彼此弯 弓月，流遍了，郊原血。
（上阕）
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一条生产线 一个企业
一个车间 跨企业、 跨地区
CIMS(Computer intergrated Manufacturing S.) CIMS(Contemporary Integrated Manuf. S.)
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制造内涵
本质未变；内涵更丰富、深刻、系统。
干扰 指令 计算 机 加工 设备
干扰 加工 对象 产品
材料 能量
监测系统
信息 （如1976年，日本，柔性制造单元,
1974年，美国，哈林顿，CIMS)
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发展历史（7）
信息（特别是计算机、网络）技术的发展
一台设备 一个工厂
7.8 %
11.9 %
17.6%
增长率
工业增长 工业增加值 年均增长率
制造业增长 制造业增加值 年均增长率
2001年全国制造业的税收
1953至1998年
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战略地位（4）
装备制造业是国民经济发展的基础，担负
着为国民经济各行业提供装备的重要任务
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《学科（专业）概论》
第 一 讲 机械制造学科的地位、现状 与发展趋势
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党十七大报告
“发展现代产业体系，大力推进信息化与工 业化融合，促进工业由大变强，振兴装备制造业， 淘汰落后生产能力。”
原始制造工艺系统
干扰 需求 人体 （手、足） 人的 感官
材料 能量 信息
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人脑
加工 对象
产品
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发展简史（2）
材料的发展、金属工具的出现
公元前3000年：美索不达米亚、埃及，青铜器 公元前2800年：中国甘肃马家窑文化，锡青铜 公元前1400年：中国河北叶城、北京平谷，热锻铁器
发展现状（4）
制造实践 科学实验 科学计算 理论研究 各种资源 制造数据 制造信息 制造知识 制造基础知识 制造科学
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发展简史（5）
信息检测与控制技术发展（计算机的应用）
干扰 指令 计算 机 加工 设备 检测 装臵
干扰 加工 对象 产品
材料Biblioteka Baidu
能量 信息
（如1952年，美国，帕森斯，数控机床）
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发展简史（6）
信息检测与控制技术发展（设备状态与制造过程的监测）
二、制造的发展简史 三、制造的发展现状 四、制造的发展趋势（上） 五、制造的发展趋势（下） 六、制造的发展战略
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满庭芳· 赞“华中数控”

2009.10.5 武汉

10月3日上午，李军旗来访，谈及他所在的深圳富士康公司所生产的 Super TG-I五轴数控刀具磨床采用了“华中数控高档五轴联动数控系统”。 此类五轴数控系统为巴黎统筹条款对我国禁运战略核心技术，凡涉及我国， 均拒售。有关情况我早已知。我校数控系统研制，始于 1958年，迨至80年代 后期，才在黄树槐、经周济至今陈吉红一大批人员不懈努力下，成了“气 候”，“华中数控”为国内外公认。喜而赋此。
战略地位（5）
制造业是国家高技术产业的基础和载体
光电子 微电子
信息 技术
制造业
核技术
空间技术
宇航
生物工程
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战略地位（6）
制造业是国家安全的重要保障 现代武器装备是先进制造技术的载体； 尖端制造技术和装备一直是西方国家技
术封锁和限制的重点；
保证就业率稳定，缓解就业压力，保障
社会稳定。 例：①东芝事件(1982.12～1983.6) ②《考克斯报告》 (90年代) ③《控制高技术机床出口》(2000)
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战略地位（7）
综上所述——
制造业是国家的战略性产业 高度发达的制造业，是实现工业化的必备 条件
制造业是全面建设小康社会第一位的支柱产业
大类的33% 中类的46% 全部就业人 数的11.1%
小类的64%
2001年制造业占中国社 会经济活动门类的比例 工业税收的 78.93%
总税收的 28.74%
工业就业人 数的90.5% 2001年制造业就业人数所占的比例
20 15 10 5 0 平均 GDP 增长 平均 GDP
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发展简史（2）
材料的发展、金属工具的出现（续）
体力 需求 机构 机器 人的 感官
材料 能量 信息
干扰 加工 对象 产品
人脑
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发展简史（3）
动力机械的发展
检验、测量、检查、考核，无处不在
——保证；
管理，“三分技术，七分管理”，神经中枢
——灵魂。
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三、制造的发展现状
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发展现状（1）

制造科学已成为多学科交叉的学科

制造技艺→制造技术→制造科学；
战略地位（2）
物质财富是人类社会生存和发展的基础，制造是人
类创造物质财富最基本、最重要的手段
制造业对国民经济的贡献 直接创造国民 生产总值的1/3 占整个工业生 产的4/5
为国家财政提供 1/3以上的收入
对出口总额的 贡献率90%
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战略地位（3）
小亚细亚赫第王国，铁器 公元前1000年：中国，铁犁 公元前476年： 中国河北易县，淬火钢 公元前113年： 中国河北满城，渗碳钢 ……… 公元1898年： 美国，泰勒、怀特，高速钢 公元1932年： 德国，施勒特尔，硬质合金 公元1938年： 德国，德古萨公司，陶瓷刀具 ………
前端：构思、决策、规划、设计等等；
前端—先天，前提。先天失误，一切皆空；
中端：加工、装配、包装等等；
中端—后天，关键。后天失误，先天作废；
后端：营销、服务、咨询、维修、使用等等；
后端—目的，根本。根本失误，前功尽弃。
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制造内涵
十二五规划建议：
四、发展现代产业体系，提高产业核心竞争力 （12）改造提升制造业（发展先进装备制造业，促进 制造业由大变强），（13）培育发展战略创新型产业 （高端装备制造业），（14），（15），（16）， （17）
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目
录
一、制造的战略地位
技术和优先发展领域 国别/地区
美国 日本 欧共体 韩国
科技计划
先进制造技术计划 关键技术(制造)计划
敏捷制造使能技术计划
智能制造技术国际合作计划 尤里卡计划 信息技术研究发展战略计划 高级先进技术国家计划
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发展现状（3）
许多高技术我国尚未掌握，许多重大装备我

公元前100年：罗马，水车；中国，水轮机雏形 公元1世纪： 亚力山大，希罗，反动式汽轮机雏形 公元25-221年：中国，杜诗，冶铸鼓风用水排 公元265-420年：中国，杜预，水轮驱动的水转连磨 公元700年： 波斯，风车 1127年：中国，水转纺车 1131年：中国，燃汽机雏形 1629年：意大利，冲动式汽轮机雏形 1698年：意大利，萨弗里，首次将蒸汽用于工业动力 1705年：英国，纽科门，活塞式蒸汽机 1769年：英国，瓦特，实用蒸汽机专利 1838年：俄国，雅可比，直流电动机 1897年：美国，西屋公司，两相交流感应电动机
高度发达的制造业，是衡量国家国际竞争 力的重要标志 高度发达的制造业，是决定国家在经济全 球化进程中国际分工地位的关键因素
美国：“再工业化”战略
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二、制造的发展简史
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发展简史（1）
一、制造的战略地位
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战略地位（1）
制造是人类文明的物质支柱之一
人类社会发展所依赖的物质文明支柱除了材料、 能源、信息外，还应包括“制造”。 没有制造，就没有人类。 没有制造的发展，就没有人类社会的发展。 制造是“永远不落的太阳”。 战略性新兴产业：新一代信息技术、节能环保、 新能源、生物医药、高端装备制造、新材料、 新能源汽车等产业。 直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具 开始的。 ——恩格斯 《自然辩证法 》
制造活动的社会性、制造系统的开放性→制造科

学综合性；

制造科学是技术科学。 技术科学的基本特征：

1、中介性与独立性；2、基础性与应用性； 3、纵深性与广谱性；4、科学性与人文性。
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发展现状（2）
先进制造技术是工业发达国家的国家级关键

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发展简史（4）
信息检测与控制技术的发展
干扰 指令 控制 器 加工 设备 检测 装臵
干扰 加工 对象 产品
材料 能量 信息
（如1873年，美国斯潘塞，单轴多轴自动机床）
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公元前2000年： 埃及，树木车床 公元1395年： 法国，杆棒车床 公元前400年： 我国，公输班，磨 …,…, …,…, 1774年： 英国，威尔金森，炮筒镗床 1790年： 英国，边沁，刨床、铣床、钻床 1797年： 英国，莫效，螺纹车床 1807年： 英国，步律内尔，圆锯机 1817年： 美国，惠特尼，卧式镗床 1820年： 英国，怀特，（圆柱、圆锥）齿轮 加工机床 1835年： 英国，惠特沃斯，滚齿机 1842年： 英国，内史密斯，蒸汽锤 1845年： 英国，菲奇，六角车床 20
“振兴装备制造业”
——中国共产党第十六、十七次全国代表大会报告
大工业必须掌握这一特有的生产资料，即机 器的本身，必须用机器生产机器，这样，大工业 才能建立起与自己相应的技术基础，才得以自立。 ——马克思《资本论》
高端装备制造的高端：技术链高端，
价值链高端，产业链核心。
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磨石成刀，冶金为锄，全凭工具扬眉。 发明机器，孰与比高低。电脑神通广大，内 存好，逻辑思维；巧软件，中枢操纵，人世 上天梯。 堪卑！编造了反华条款，禁运 巴黎；妄扼杀，神州展翅飞蹄。数控机床系 统，严封锁，已化凄凄。垂青史，华中名品， 天下究谁归？！
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发展简史（3）
动力机械、加工设备的发展（续）
干扰 需求 加工 设备 检测 装臵
材料 能量 信息
干扰 加工 对象 产品
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发展简史（4）
加工设备的发展
国不能自主制造，缺乏自主创新能力
是制造大国，不是制造强国，更不是创造强国
关键装备大多依赖进口 –光电子制造设备的100% –IC制造装备的85% –石油制造装备的80% –高档数控机床的70%
原创性的技术和成果缺乏，企业的核心竞争力不足， 制造科学基础研究相对薄弱
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