我国机械工程的现状与发展分析

李巨远

(西安科技大学 机械工程学院，西安 710054)

0 引言

机械工程(Mechanical Engineering)是一门利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造及维修的工程学科，是以自然科学和技术科学为理论基础，并结合实践技术，最终应用于研究和解决各种机械中的理论和实际问题的应用学科。机械工程从17世纪蒸汽机的出现开始得到了快速发展，从木质机械发展成为金属机械，经历了几次的工业革命，逐渐形成了机械制造技术、自动化技术及数字媒体技术等结合的机械工程学科特点，已基本具备了较系统的理论体系和较成熟的工程技术。

1 机械工程的现状与应用

1.1 机械工程的现状

我国机械工程技术取得了飞速发展，各种机械设备已经投入到实际运营中，有效地促进了我国社会经济的发展。在机械工程技术发展中，如液压挖掘机、装载机、工程起重机、叉车等机械，不仅发展迅速，而且技术先进，部分已经达到了世界领先水平，同时在铁路等工程建设领域也发挥了巨大作用。总体来说，机械工程迫切需要加大研究和创新的力度，不断提高机械工程技术的先进性和创新性。

1.1.1 基础研究现状

我国工业存在起步晚、发展时间短、研发经费不足等不利因素，造成研究进度缓慢、攻克新技术难度大，导致机械工程技术先进性不足。随着工程技术不断发展和提升，在机械工程基础研究领域，也取得了一系列进展和原创性成果，为机械工程的研发提供了一些新理论、新技术和新方法，在国内外也产生了一定的影响，部分领域在国际学术界已占有一席之地。

1.1.2 工业发展现状

在高新技术方面尚未完全具备自主能力，许多重大装备还不能自主设计与制造，创新能力不足。目前，我国只是制造大国，而不是制造强国，大多关键核心装备还是依赖进口。机械工程类企业普遍缺乏核心技术和品牌优势，在国际市场中只能是低价格的竞争模式，导致贸易增量不增价，甚至跌价的状况。近年来，出现了国内几大机床企业相继破产或转型问题，制造业是一个国家发展国民经济的基础，这必须引起高度重视。

1.2 机械工程的应用

机械工程所研究的领域非常广泛，包含机械、自动化及电子信息等。既可以自成体系，又可以相互关联；既可以作为独立主体，又可以作为辅助工具。随着科学技术的发展以及数字化技术的应用，所有的行业或领域已不再以独立的主体而运行，必须相互作用、协同工作。因此，机械工程的应用领域十分广泛，具体应用体现在以下几个方面：

(1)能源领域。将热、化学、原子、电、流体压力和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，或者将机械能转换为所需要的电能、热能、流体压力能、势能等，机械工程为能源领域提供了能源装置。

(2)农业及轻工业。为更好地发展农业及轻工业生产，机械工程的先进技术广泛应用于农业机械及轻工业机械，从而满足人们日益增长的生活物质需求，如常见的作物收割机械、纺织机械等。

(3)机械制造业。随着工业革命的迅速崛起，各种机器设备的大量应用，需要大量的机械加工设备来制造我们所需要的机器和装备，如常见的车床、钻床、铣床、磨床及特种加工设备等。

(4)交通运输业。人们生活中使用的交通运输设备，如汽车、轮船、飞机、高铁等，其制造、生产及维修都属于机械工程领域。

(5)工程建设。我国的工程建设技术水平比较领先，尤其在道路施工、桥梁建设等领域都离不开施工设备，高效、多用途工程机械需求较大，如挖掘机、装载机等。

(6)家庭生活。洗衣机、冰箱、热水器等家用电器的生产和制造都离不开机械工程。

(7)国防建设。国家军事建设离不开军用设备及武器的制造和生产，如坦克、战斗机、装甲车、潜艇、雷达等，其生产和制造都离不开机械工程。

总的来说，机械工程与我们的生产生活息息相关，涉及到众多领域，上至国家核心技术，下至人民生活用品，无一不与机械工程密不可分。

2 机械工程目前存在的问题

我国的机械工程中高端制造技术较弱，市场份额小，研发设计和创新能力薄弱，核心技术依赖国外；具有国际竞争力的专业化制造技术体系尚未形成；高端制造业的配套能力不足，核心设备和系统主要依赖进口。

(1)自动化的实际应用依然不足。目前，我国对于自动化技术的使用依然停留在简单的数字控制基础方面，复杂的数字化集成水平较低。

(2)生产效率依然较低。我国现如今的生产能力仍不能达到现代化生产要求，很多流水线生产依然以人力为主，虽然有少部分企业已使用了自动化流水线，但由于使用和研发成本较高，无法实现所有生产的自动化。

(3)专业技术人才不足。目前，我国机械加工行业面临着技术工人严重缺失，大量职业院校的学生对于机械工程行业的认识还停留在20年前，认为机械加工就是操作机床，就业理念陈旧，职业素养不高，导致人才紧缺。难以适应机械CAD、CAM及CAE技术灵活应用要求。

(4)国产机械加工设备与世界先进国家设备有较大差距。目前，我国机械加工设备的精密化、数字化、自动化及智能化程度不足。以五轴数控机床为例，目前依然没有国产化，单纯依靠国外引进，导致复杂精密零件的加工效率低、成本高。

3 机械工程的未来发展趋势

在现阶段的技术条件下，现代机械制造技术所取得的发展成效主要体现在柔性制造、虚拟制造以及敏捷制造这几个方面。

3.1 机械工程国产设备的精密度与智能化的快速提升

大力研发先进机工程设备，以提高精度为前提，结合智能化、数字化，使国产机床实现产品系列化，使我国的机械加工设备及特种加工设备等形成一套通用的控制系统，不仅可以提高产品适用性，降低使用成本，同时也提高了设备的制造研发水平和精密程度。

3.2 机械工程专门人才的体系化培养

目前，对于机械工程行业来说，专业蓝领较少，专业化高技能人才的需求极大，但因为制度及就业观念的影响，导致从事专业化、技能化的人才不足。因此，随着智能化、精密化、专业化的机械工程技术的应用，需要大量的专门化人才培养体系作保障。

3.3 机械工程的创新及与数字化的结合

机械工程是一门可以与多学科进行结合的行业，其中与材料、控制学科关系密切，跨专业的结合是未来机械行业发展的必由之路，因此在人才培养时就应该进行机械工程相关基础理论学习，同时要鼓励科技人员创新创业，认清数字化在未来发展的重要作用，从而完成机械行业的改革与进步。

3.4 机械工程技术的绿色化发展

随着绿色产业、绿色制造业的迅速发展，机械工程正朝着绿色环保方向发展。这不仅是人类社会发展的需要，更是节约型社会的需要，也是进一步提升机械工程质量的关键。发展绿色机械工程，对机械工程提出了高效、精密、节能及环保的基本要求，体现了绿色化的发展方向。

3.5 机械工程信息化发展

机械工程企业的信息化转变需要依靠智能化技术的促进，以便实现企业在生产过程中将人的力量与机械的力量相结合，从而建立了一套完善的系统体系，实现数字及信息化的智能生产。在产品生产过程中，将生产信息及时共享，使调度计划和生产计划有效组合，从而形成闭环控制系统。不仅极大提高了生产率，而且能够提高生产质量。

4 结语

在信息技术飞速发展的大时代下，传统的机械工程需要改造升级，智能化、信息化及协同作业正在日趋完善。但是，我国目前高端的机械工程技术还不成熟，核心技术受制于人，独创性不够高，专业人才不足等问题对机械工程行业的发展十分不利。因此，我国要结合现有的技术，借鉴国外先进经验，加大研发力度，鼓励技术创新，在完善现有技术的基础上，使机械工程的自动化与智能得到进一步提高。