浅析机械设计制造及其自动化

《浅析机械设计制造及其自动化》专业简介本专业是以机械工程学科与电工电子学科的理论为基础，以机电结合、机电一体化理念为指导，以机械设计技术、机械制造技术、机电控制技术、机电一体化技术为主要技术内涵，以学科的交叉和渗透为特点的现代高技术复合型专业。该专业是集机械、电子、信息技术为一体的综合性专业，知识结构先进，适应面宽广，发展潜力巨大，是一个发展迅速、需求旺盛的热门专业，涉及机械行业中的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等诸多方向。它的应用遍及国民经济的各个领域和各个层面。随着我国现代化建设的需要，在航天、造船、采矿等工业领域，机械制造和自动化更加需要长足的发展，并且存在极大的发展空间。特点1：本行业历史悠久，有着深厚的文化沉积机械行业是一个古老的行业，就我国而言春秋时期就出现弩，控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到汉代，弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。三国时期到元代中期，中国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，并出现了许多杰出的机械制造家，如马钧、祖冲之，李皋、张思训、燕肃、苏颂、郭守敬和王祯等，他们为传统机械的发展作出了重要贡献。这个时期的机械不但种类多，而且水平高、创造性强，在机械广泛的领域里如加工、农业机械、纺织机械、造船和仪器制造等方面都走在了世界的前列。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。不少机械还传到了国外，对世界科学技术的发展产生了一定的影响。不过当时的机械制造主要仍靠手工操作。机械技术的进步促进了学术研究。王徵编译和出版了《远西奇器图说录最》，介绍了西方机械工程的概况，同时来自西方的自鸣钟表和水铳等机械产品也在一定范围内得到流传。明朝的宋应星编著和出版了《天工开物》，记录了许多先进的工艺技术和科学创见。它反映出当时的农业和手工业的生产技术水平。记载了不少有关机械制造和产品性能的情况。内容涉及泥型铸釜、失蜡法铸造以及铸钱等铸造技术，还记述了千钧锚和软硬绣花针的制造方法、提花机和其他纺织机械以及车船等各种交通工具的性能和规格等。《天工开物》被称为中国17世纪的工艺百科全书。西方文艺复兴时期西方各国先后发生了资产阶级文化运动，科学技术迅速发展，机械行业得到极大提高，机械制造方式、制造技术也得到了革新，手工艺操作变成了电气化和半自动化操作，特别是汽车业的发展，更是带动了机械行业的发展，新技术、新工艺、新材料层出不穷，使机械行业变得更加综合性，模糊性。各种学科的交叉，促使学科的分化，机械行业已成为学科专业众多、专业分工精细、门类齐全的学科，随着经济的发展以及研究的深入机械设计制造及自动化专业也就应运而生。与此专业有关联的其他专业有：材料成型及控制工程，名称不同但实质与机械电子工程为相同的专业。但与自动化专业侧重不同，该专业是以“机为本，电为辅”。2：各学科交叉、融合，体现集成性随着现代工业的发展，本学科在传统制造理论与制造技术的基础上融合了各相关学科的最新发展理论，使制造理论、制造技术和制造模式出现了全新的面貌，特别是电子技术、计算机技术、信息技术及自动控制理论在机械领域内的大量渗透，使本专业又出现了机械、电子和信息三者交叉在一起的发展新趋势，所研究出的机械产品也已不再是单纯的机械构件，而是以机械、电子、计算机、信息、通讯科技集成的“机电一体化”产品。当前世界机械工业科技发展已经呈现这几大态势：一是高技术化成为机械工业科技发展的必然趋势，大批科技含量高的制造技术及产品不断涌现。二是信息技术成为了提升机械工业科技水平的有效手段。产品的信息化和数字化，设计、制造过程的数字化、信息化与智能化，制造装备高精度、高效与智能化，网络化，管理信息化是其主要表现方式。三是面对日趋严峻的资源和环境约束，环保材料、绿色制造成为机械工业科技发展的必由之路。四是系统集成创新成为机械工业科技发展的重要创新方式。专业发展前景生活中几乎所有产品都是靠机械设备来加工制造的,产品质量的高低、性能好坏以至于价格的高低都取决于生产他们的机械设备的性能。机械制造业是为国民经济各部门提供技术装备的工业部门,是制造业的重要组成部分,是国家工业体系的重要基础和国民经济各部门的装备部。没有机械制造业的提高和发展,我国其他产业也不可能良性发展,就业问题就更为尖锐,人民生活水平难以普遍提高,可以说没有机械制造业的发展就没有今天人类的现代物质文明。机械制造技术水平的提高与进步对整个国民经济的发展,以及科技、国防实力的提高有着直接的重要影响,是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。机械制造技术水平、劳动者的教育水平和技能水准的提高是高等教育义不容辞的责任。所以机械设计制造及其自动化专业人才培养模式的研究与实践显得尤为重要。社会需求：智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机械产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。经济要求：机械类专业是为各行各业制造并提供机械设备和电气装置的部门，被誉为“国民经济的装备部”。着眼今后现状及未来，机械行业将焕发生机。经过数年的改革调整，我国的机械企业逐步摆脱了计划经济的束缚，确立了现代企业制度，机械行业逐步跟上市场经济和信息时代的步伐；而且，随着形势的发展，中国的制造业将得到较大的发展，有专家预测，21世纪的中国很可能成为全球的制造业和加工工业中心，在这种形势下，对机械的需求必将有较大的提升。行业得到发展，继而会对用人提出数量方面和质量方面的要求，因此专家预测，有可能出现“热销”局面，高层次的技术人才将成为企业竞相争夺的对象。在今后10年内，社会对机械行业毕业生总体需求较大，其中机电一体化专业人才最为紧缺。目前不少企业的生产设备逐步更新换代，掌握机电一体化技术、懂得数控设备的操作与维护的机械专业人才将大受欢迎。不过目前我国高校的一些机械类专业教学内容陈旧，不能适应培养高水平的机电一体化专业人才的需要，这是一个亟待解决的问题。此外机械设计制造与加工专业人才近年供需比也较高。因为这些专业将来的工作条件相对艰苦，需要从事车、钳、铣、刨等工作，所以报读这些专业的人不多，因而相关岗位上的人才缺口比较大。现在在不少地方的人才市场上，高级机械技术工人的待遇已直逼高学历人士。环境要求：绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。发展优势：实实在在的专业，大到万吨巨轮，小到移动电话，高精到航天飞机，普通到曲别针的制造，都离不开该类人才。而且，机械类专业还具有通用性的优势：学建筑机械的去搞医疗器械能适应，学石油机械的去造飞机也没问题。另外，并非只有机械行业才需要机械专业人才，任何行业，无论是生产型企业还是研发性单位，只要使用设备、生产线，就要给机械专业人才用武之地，如制药、乳品、食品、橡胶等行业都需要他们来安装和维护生产设备。只要整个社会经济正常发展，该专业毕业生就不乏就业岗位，他们既可以成长为工程师，也能胜任管理岗位。国内专业发展现状：机械制造业的现状改革开放30年,通过技术改造和引进国外先进制造技术,使我国的制造工业有了长足的进步,根据中国制造业区域就业灰色发展预测,1998~2010年全国制造业中心地位持续加强,制造业规模不断加大,机械制造业岗位需求能力仍持续稳步上升,我国制造业世界排名第四。但和先进国家相比还存在很大差距,主要表现为：一是产品创新能力较差,开发周期长。二是制造工艺装备落后,成套能力不强,我国大多数企业目前还采用较落后的制造工艺与技术装备进行生产。优质高效低耗工艺的普及率不足10%,数控机床、精密设备不足5%。三是生产自动化和优化水平低,资源综合利用率低。我国平均劳动生产率为0.263万美元,而美国为9.37万美元。我国能源综合利用率仅为32%左右,比国外的先进水平低10多个百分点。四是管理粗放,协作能力较差,国际市场开拓能力弱。我国多数企业缺少现代化管理的概念、方法和手段,众多的企业机构臃肿,富裕人员一般多达30-40%。五是我国机械制造企业生产制造出的好的产品,其核心的零部件或者技术都依靠国外,即使在使用了先进的核心部件和技术的情况下,机器的整体性能仍然不能达到很高的程度,甚至直接购买国外的先进设备,也无法进行很好的使用、维护。六是工程技术人员知识陈旧,跟不上时代的要求。所以我国真正成为了世界工厂,变成了制造大国,为社会提供了很多岗位。但我国只是制造大国,还不是制造中心,一方面我国制造业占世界的份额还很少,另一方面,技术人员的知识能力没有跟上科技发展的步伐。目前我国人才培养体系中存在的问题1、技术人员知识老化,不具备目前机械制造业所需的能力;2、机械设计制造及其自动化专业人才培养方案不完善,不规范;3、课程设置、教学内容不完整,不系统;4、教学方法、教学手段不适应新的需要;5、缺乏对学生进行创新、创业教育的培养。相对的看，本专业在我国还是个缺口，发展空间巨大。