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機械工程中的相是什麼意思

發布時間:2023-08-23 08:46:35

1. 機械及機械工程的定義是什麼

我國是世界上最早給機械下定義的國家。公元前5世紀,春秋時代的子貢就給機械下了定義:機械是能使人用力寡而成功多的器械。後來的韓非子也有類似的定義:舟車機械之利,用力少,致功大,則入多。而最早給機械下定義的歐洲人是公元前1世紀的一個名為維特魯威的古羅馬建築師(Vitruvius),他的定義是:機械是由木材製造且具有相互聯系的幾部分所組成的一個系統,它具有強大的推動物體的力量。直到公元1724年,德國的一位機械師Leopold給機械作出了比較接近現代的定義:機械是一種人造的設備,用來產生有利的運動,在不能用其他方法節省時間和力量的地方,它能做到節省。Leopold提出了機械的運動、時間與省力的概念。
經過多年的完善與發展,人們將機械定義成為機器與機構的總稱,把執行機械運動、用來變換或傳遞能量、物料與信息的裝置稱為機器;把用來變換或傳遞運動與動力的、用運動副連接的、且有一個構件為機架的構件系統稱為機構。這使機械的定義更加科學化。機械就是將已有的機械能或非機械能轉換成便於利用的機械能,以及將機械能變換為某種非機械能或用機械能來做一定工作的裝備或器具。前一類機械包括風力機、水輪機、汽輪機、內燃機、電動機、氣動馬達、液壓馬達等,統稱為動力機械;第二類機械包括發電機、熱泵、液壓泵、壓縮機等,這些機械統稱為能量變換機械;第三類機械是利用人、畜或動力機械所提供的機械能以改變工作對象(原料、工件或工作介質)的物理狀態、性質、結構、形狀、位置等的機械,例如,製冷裝置、造紙機械、粉碎機械、物料搬運機械等,這類機械統稱為工作機械。各種機械的共同特徵是:都是人類製造的實體組合;其組成件之間有確定的相對運動和力的傳遞;能夠進行機械能的轉換或機械能的利用。機械是現代社會進行生產和服務的五大要素(即人、資金、能量、材料和機械)之一,並且能量和材料的生產必須有機械的參與。
機械工程是以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,結合生產實踐中積累的技術經驗,研究和解決在開發、設計、製造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實際問題的一門應用學科。
機械工業自18世紀英國的產業革命開始,經過三個世紀的發展,已經成為一個門類眾多的工業部門。通常可劃分為一般機械、電工和電子機械、運輸機械、精密機械和金屬製品五大行業。一般機械包括動力機械、拖拉機和農業機械、工程機械、礦山機械、金屬加工機械、工業設備、通用機械、辦公機械和服務機械等,是構成工業生產力的重要基礎;電工和電子機械包括發電、輸配電子設備和工業用電設備、電器、電線電纜、照明設備、電信設備、電子元件、電子計算機、電視機、收音機等,電是現代化社會不可缺少的二次能源,以計算機為基礎的自動化技術肩負著改造傳統生產方式的任務;運輸機械包括汽車、鐵路機車和車輛、船舶、飛機與航天設備等;精密機械包括科學儀器、計量儀器、光學器械和鍾表等,儀器儀表是觀察、測量客觀對象,取得和處理信息的重要手段,現代科學和現代工業與之有著密不可分的關系;金屬製品包括金屬結構、容器、鑄件、鍛件、沖壓件、緊固件等,也是機械工業不可缺少的基礎部門之一。

2. 機械工程材料 課後答案

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3. 怎麼判別機械工程生產中的重要問題

一、自動化技術在機械工程中應用的重要意義
首先,在機械工程中,生產加工是重要的操作環節,而自動化技術主要就是給生產加工提供便捷,給企業帶來更多的經濟效益。其次,增強企業的市場競爭力。在機械工程中,應用自動化技術調控整個生產流程,能夠很好地保證生產成本和質量,從而在很大程度上縮短生產周期。目前,自動化技術在機械工程中的應用已經取得了明顯的效果,隨著社會的不斷進步,其必然會普及到各行各業當中。其三,自動化技術本身是一種高新技術,融入到機械工程當中能夠使企業的生產工藝發生很大的變化,可提高企業生產的整體運行效率。
二、機械工程自動化技術的現狀及問題
1、機械工程自動化技術的現狀
我國的機械自動化在自動化技術方面,還處於單子自動化、剛性自動化階段。而工業發達國家自動化技術方面普遍實現了智能化、柔性化和集成化;在機械自動化的生產管理方面,我國的大多數企業依然採用傳統的管理模式,而工業發達國家已經實現了計算機管理,並且在工業組織與管理生產模式方面不斷進行著創新和升級;在人才管理方面,沒有好的、適宜的人才管理機制,理論人才過多,不夠全面性;在機械設計方面,我國還沒有做到及時更新,設計水平也沒有很大的提升;在工藝水平方面,我國的數控加工技術還多停留在精細加工等初級階段,在復合加工手段的採用上尚未真正掌握,仍處於追趕階段。
2、機械工程自動化技術存在的問題
自動化技術在我國的機械工程中存在著一些問題,例如缺乏相關技術人才,自動化技術相對落後,自動化技術的應用范圍不夠寬廣等等。人才是發展進步的關鍵,我國大多數人只有知識理論而沒有實踐經驗技術,對人才的管理培養不夠合理、全面。要結合理論和實踐經驗,不斷研究創新,才能提高實際自動化技術。自動化技術的進步將會大大推動我國現代機械製造產業的發展和進步,但是我國的自動化技術尤其是數控系統是傳統的封閉式體系結構,必須提高水平,改變落後的狀況我國的自動化技術應用的領域還不夠廣泛,缺乏自動化技術的科研投入和制定自動化技術的管理策略。
三、機械工程自動化存在問題的解決措施
1、認清機械自動化技術的前景
機械工程自動化技術的發展不是短時間就能取得長足進步的,其要從簡單技術開始,循序漸進逐步發展到復雜技術。自動化技術的發展和應用,是摒棄傳統的手工操作的過程,是將程序性的自動化技術推廣和實施的關鍵。目前我國機械工程正在逐步完善自動化技術的應用,但是和世界發達國家仍然存在不小的差距。因此,要從根本上解決機械工程自動化技術應用較少的現狀,必須要根據企業的生產活動需求和市場的發展趨勢為依託,在各大院校中全面開展自動化教育,將利一學的、先進的自動化技術教授給更多的專業人才。生產企業也要不斷加大利一技的收人支出,實現生產活動的自動化產業鏈。我國企業要根據自身的發展現狀,將適合企業發展的自動化技術引人到生產中,充分利用信息化的平台,促進自動化技術在機械工程中的應用。
2、靈活運用機械工程的自動化技術
在製造業領域中,與發達國家還存在著一定的差別。沒有達到高度自動化程度,計算機集成製造系統的應用並不廣泛,基礎技術儲備不充分,應該盡量消化和吸收國外技術和成熟經驗,根據自身的特點,通過技術突破壁壘,達成知識產權。現在在機械加工生產進程中,產生相對大量的部件,並且需要組裝,以半自動為主。對於成品應該引入先進的設備,採用先進的機器設備,以實現高度自動化的加工,降低資源浪費,提高良好的經濟性。對於單件小批量生產,應提倡成組技術人才,採取數控機床或加工中心的應用程序的正常發展。此外,自動化的應用不是不同的產品在不同行業中的簡單復制,應該集重在於差異化和優化。技術信息、新材料等進一步的發展,將為我們帶來更廣闊的空間,以追趕和發揮的空間。新一代自動化技術在PC和開放式體系結構的發展,驅動裝置朝向交流、數字化方向的發展。通信數字網路的發展,自動化系統的控制性能朝著智能化的方向發展。隨著推進工業自動化進程,智能化將占據工業生產十分重要的地位。
3.運用先進的科學技術
在經濟不斷發展的過程中,我國的機械製造業也有了一定的發展,但是相較於那些發達國家,我國的機械化程度還不是很高。科學技術的發展給自動化技術的提升帶來了很好地契機,我國的機械製造業之所以不是很發達,其原因之一就是沒有很好地利用現有的科學技術條件,想要在短時間內提高我國的機械化整體水平,必須要藉助科學的力量來實現。因此在發展先進機械自動化技術的時候,必須要積極應用先進的技術,然後將先進的科學技術應用到實際生產和工作之中。切實努力實現社會主義現代化建設,將開發先進創新技術作為機械自動化的重心,通過不斷地學習創新,將科學技術與機械自動化技術合理的結合起來。
4、對於高技術人才的培養
只有加強對於高技術專業人才的培養,才能夠真正實現機械工程自動化。而對於人才培養首先要從教育入手,因為人才都是通過適當教育才會產生,因此,加大對於教育投入力度才能夠極大地提升對於高技術專業人才的培養力度。另外,我們要改變傳統對於技術型人才的培養模式,要加強實踐,讓學生將所學到的理論知識和實踐工作進行有效結合,努力做到「工學結合」,讓學生在接受基本機械化理論教育的同時必須對機械化自動化技術實踐工作有一定了解,並通過適當練習以達到熟練掌握機械操作技術的目的,最終培養出德育兼備的全能型技術人才。
5、制定明確的戰略方向
實現機械工程自動化是一個長期的工程,不能盲目進行操作。自動化主要是機械工程自動控製取代傳統人工操作,這個過程要保證萬向和目標的明確,要針對我國具體情況制定針對性的措施對策。在加強自動化過程中,要積極引進國外先進技術,學習創新理念,從理論上不斷豐富機械技術。要在教育過程中加大對自動化知識的普及,使市場和機械行業發展以此為重要導向。國家相關部門要通過大力度的資金政策支持,促進科學技術研究,實現機械自動化產業鏈的形成。在明確發展萬向的同時,要始終以實際情況為基本參照標准,以保證符合多元化市場發展規律。
結束語
機械工程的發展應該緊跟智能化和自動化的科技步伐,要合理運用自動化技術,在提高機械工程效率、安全的前提下,提升機械工程整體的質量和品質。當前在機械工程自動化發展的過程中,要加強對機械工程設計、生產人員的自動化技術培訓,鼓勵機械工程參與者積極參與到自動化技術的應用與創新的實踐中,在積累自動化技術更好應用於機械工程領域的同時,實現機械工程數字化、智能化、自動化方向的發展,取得機械工程行業整體綜合效益的保證與提升。

4. 機械工程科學研究的內容包括幾大分學科各分學科之間的相互關系又怎樣

1.機械工程科學研究的內容包括機械學和機械製造學兩大分學科。

機械學:對機械進行功能綜內合並定量描述及控制容其性能的基礎技術科學。
機械製造學:研究機械製造系統及過程手段的科學。

2.設計和製造是兩個不可分割的統一體,設計為核心,製造為基礎,二者缺一不可。反之可出現:用先進的設計技術設計出」質量很差的先進產品,或用先進的製造技術生產出」落後的高質量產品」,因此兩者不能偏廢.

5. 機械工程和機械電子工程是容易混淆的專業,它們有什麼區別呢

從文本的了解而言,機械工程的外延性要大一些,包含機械結構設計、機械設備製造等許多具體內容。可以說機械設計及自動化和自動化技術是機械工程的一部分,機械工程則更廣泛一些,但兩者區別並不大。專業人士也表明,實際上這兩個技術專業沒什麼實質的區別,叫機械工程僅僅由於有一些學校開設該專業的年代較早,領域環境濃厚,包含的專業方向較為廣,會按照自己的優點培育人才。機械工程是純機械設備,在專業課程內以機械設備為主導。相對性學科專一,課程內容較少。自然畢業之後學生就業方式窄一些。

械電子工程技術專業別名機電一體化,是機械工程和自動化技術融合,是項目科學合理中的一個交叉學科技術專業,在機械設備製造、電子技術和計算機等專業的基本上確立起來的。它以機械設備,微電子技術,計算機技術技術性為三大支撐,還涉及到控制論和計算機科學。機械電子工程技術專業科學研究的是建築工程設計問題,是將操縱、微電子技術及計算機專業行業的技術到機械結構和生產環節中。電子工程專業又被稱為「弱電安裝技術性」或「信息科技」技術專業。它包含電精確測量技術性、調節技術性及其電子信息技術。電子工程專業是電氣系的一個子技術專業,是面對電子器件行業的水利學。 電子技術的應用技術包含了電動式機器設備及其應用了控制系統、精確測量技術性、調節技術性、電子信息技術,直到信息科技。 電子技術的關鍵研究領域為電路與系統、通訊、磁場與電磁學及其數字圖像處理等。

6. 什麼是機械,機械有什麼特點

主要特點

①它們都是一種人的實物的組合;

②它們各部分之間具有確定的相對運動,即當其中一件的位置一定時,則其餘各件的位置也就跟著確定了;

③在生產過程中它們能代替人類的勞動來完成有用的機械功(如刨床的刨削工件)或轉換機械能(如發電機將機械能轉換為電能及內燃機將熱能轉換為機械能)。

凡同時具備上列三個特徵的便稱為機器。

機器是由各種金屬和非金屬部件組裝成的裝置,消耗能源,可以運轉、做功。用來代替人的勞動、進行能量變換、以及產生有用功。機器貫穿在人類歷史的全過程中。但是近代真正意義上的「機器」,卻是在西方工業革命後才逐步被發明出來。

零件、部件間有確定的相對運動,用來轉換或利用機械能的機械。機器一般由零件、部件組成一個整體,或者由幾個獨立機器構成聯合體。由兩台或兩台以上機器機械地聯接在一起的機械設備稱為機組。

(6)機械工程中的相是什麼意思擴展閱讀:

機械的種類繁多,可以按幾個不同方面分為各種類別,如:

按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等;按服務的產業可則陵旦分為農業機械、礦山機械、紡織機械、包裝機械等;按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。

中國機械行業的主要產品包括以下12類:

1 農業機械:拖拉機、播種機、收割機械等;

2 重型礦山機械:冶金機械、礦山機械、起重機械、裝卸機械、工礦車輛、水泥設備等;

3 工程機械:叉車、鏟土運輸機械、壓實機械、混凝土機械等;

4 石化通用機械:石油鑽采機械、煉油機械、化工機械、泵、風機、閥門、氣體壓縮機、製冷空調機械、造紙機械、印刷機械、塑料加工機械、制葯機械等;

5 電工機械:發電機械、變壓器、、高低壓開關、電線電纜、蓄電池、電焊機、家用電器等;

6 機床:金屬切削機床、鍛壓機械、鑄造機械、木工機械等;

7 汽車:載貨汽車、公路客車、轎車、改裝汽車、摩托車等;

8 儀器儀表:自動化儀表、電工儀器儀孫擾表、光學儀器、成分分析儀、汽車儀器儀表、電料裝備、電教設備、照相機等;

9 基礎機械:軸承、液壓件、密封件、粉末冶金製品、標准緊固件、工業鏈條、齒輪、模具等;

10 包裝機械:包裝機、裝箱機、輸送機等;

11 環保機械:水污染防治設備、大氣污染防治設備、固體廢物處理設備等;

12 礦山機械:岩石分裂機、頂石機等。

機械工程就是以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,結合在生產實踐中積累的技術經驗,研究和解決在開發設計、製造、安裝、運用和修理各種機械中的理論和實際問題的一門應用學科。

各個工程領域的發展都要求機械工程有與之相適應的發展,都需要機械工程提供所必需的機械。某些機械的發明和完善,又會導致新的工程技術和新的產業的汪姿出現和發展。

例如大型動力機械的製造成功,促成了電力系統的建立;機車的發明導致了鐵路工程和鐵路事業的興起;內燃機、燃氣輪機、火箭發動機等的發明和進步,以及飛機和航天器的研製成功導致了航空、航天事業的興起;高壓設備的發展導致了許多新型合成化學工程的成功等等。

7. 機械的機械工程

機械工程(mechanical engineering):以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,結合生產實踐中的技術經驗,研究和解決在開發、設計、製造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實際問題的應用學科。機械是現代社會進行生產和服務的五大要素(人、資金、能源、材料和機械)之一,並參與能量和材料的生產。
機械工程的發展簡史:
石器時代人類製造和使用的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單工具是後來出現的機械的先驅。幾千年前,人類已創制了用於穀物脫殼和粉碎的臼和磨,用於提水的桔槔和轆轤,裝有輪子的車,航行於江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力由人力發展到畜力、風力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。製造陶瓷器皿的陶車,已是具有動力、傳動和工作3個部分的完整機械。鼓風器對人類社會發展起了重要作用。強大的鼓風器使冶金爐獲得足夠高的爐溫,得從礦石中煉取金屬。西周時期,中國就已有了冶鑄用的鼓風器。15~16世紀以前,機械工程發展緩慢。17世紀以後,資本主義商品經濟在英、法等國迅速發展,許多人致力於改進各產業所需要的工作機械和研製新的動力機械——蒸汽機。18世紀後期,蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、麵粉和冶金等行業。製作機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機械製造工業開始形成,並逐漸成為重要產業。機械工程從分散性的、主要依賴匠師個人才智和手藝的技藝發展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18~19世紀的工業革命和資本主義機械大生產的主要技術因素。
動力機械的發展 17世紀後期,隨著機械的改進,煤和金屬礦石需求量的增加,只依靠人力和畜力已不能適應生產提高的要求,於是在18世紀初出現了T.紐科門的大氣式蒸汽機,用以驅動礦井排水泵。1765年,J.瓦特發明了有分開凝汽器的蒸汽機,降低了燃料消耗率。1781年,瓦特又創制出提供回轉動力的蒸汽機,擴大了蒸汽機的應用范圍。蒸汽機的發明和發展,促進礦業和工業生產、鐵路和搬運機械動力化。幾乎成為19世紀唯一的動力源。但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器和冷卻水系統等體積龐大、笨重,應用不便。發電站初期應用蒸汽機為原動機;20世紀初,出現了高效率、高轉速、大功率的汽輪機,也出現了適應各種水力資源的大、小功率的水輪機。19世紀後期發明的內燃機經過逐年改進,成為輕而小、效率高、易於操縱並可隨時啟動的原動機。內燃機最初用於驅動沒有電力供應的陸上工作機械,以後又用於汽車、移動機械(如拖拉機、挖掘機械等)和輪船,20世紀中期開始用於鐵路機車。內燃機和以後發明的燃氣輪機和噴氣發動機,還是飛機、航天器等成功發展的基礎技術因素之一。
機械加工技術的發展:
工業革命以前,機械大都是由木工手工製成的木結構,金屬(主要是鋼和鐵)僅用以製造儀器、鍾表、鎖、泵和木結構機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作以達到需要的精度。隨著蒸汽機的廣泛使用以及隨之出現的礦山、冶金、輪船和機車等大型機械的發展,需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多,所用金屬材料由銅、鐵發展到以鋼為主。機械加工(包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等技術及其設備以及切削加工技術和機床、刀具、量具等)迅速發展,從而保證了發展生產所需要的各種機械裝備供應。同時,隨著生產批量的增大和精密加工技術的發展,也促進了大量生產方法(零件互換性生產、專業分工和協作、流水加工線和流水裝配線等)的形成。
機械工程基礎理論的發展:
18世紀以前,機械匠師全憑個人經驗、直覺和手藝進行機械製作,與科學幾乎無關。直到18~19世紀才逐漸形成圍繞機械工程的基礎理論。動力機械最先與科學相結合,如蒸汽機的發明人T.薩弗里和瓦特應用物理學家D.帕潘和J.布萊克的理論,物理學家S.卡諾、W.J.M.蘭金和開爾文在蒸汽機實踐的基礎上建立起一門新的學科——熱力學等。19世紀初,研究機械中機構結構和運動等的機構學第一次列為高等工程學院(巴黎的工藝學院)的課程。從19世紀後半期起已開始設計計算考慮材料的疲勞。隨後斷裂力學、實驗應力分析、有限元法、數理統計、電子計算機等相繼被用在設計計算中。
機械工程的服務領域:
機械工程的服務領域很廣,凡使用機械、工具,以至能源和材料生產的部門,無不需要機械工程的服務。現代機械工程有5大服務領域:
1、研製和提供能量轉換機械,包括將熱能、化學能、原子能、電能、流體壓力能和天然機械能轉換為適合於應用的機械能的各種動力機械,以及將機械能轉換為所需要的其他能量的能量變換機械;
2、研製和提供用以生產各種產品的機械,包括農、林、牧、漁業機械和礦山機械以及各種重工業機械和輕工業機械等;
3、研製和提供從事各種服務的機械,如物料搬運機械,交通運輸機械,醫療機械,辦公機械,通風、採暖和空調設備以及除塵、凈化、消聲等環境保護設備等;
4、研製和提供家庭和個人生活用的機械,如洗衣機、電冰箱、鍾表、照相機、運動器械和娛樂器械等;
5、研製和提供各種機械武器。
機械工程的學科內容
機械工程的學科內容按工作性質可分為:
1、建立和發展可實際和直接應用於機械工程的工程理論基礎。如工程力學、流體力學、工程材料學、材料力學、燃燒學、傳熱學、熱力學、摩擦學、機構學、機械原理、機械零件、金屬工藝學和非金屬工藝學等;
2、研究、設計和發展新機械產品,改進現有機械產品和生產新一代機械產品,以適應當前和未來的需要;
3、機械產品的生產,如生產設施的規劃和實現、生產計劃的制訂和生產調度、編制和貫徹製造工藝、設計和製造工藝裝備、確定勞動定額和材料定額以及加工、裝配、包裝和檢驗等;
4、機械製造企業的經營和管理,如確定生產方式、產品銷售以及生產運行管理等;
5、機械產品的應用,如選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維修和改造各產業所使用的機械產品和成套機械設備;
6、研究機械產品在製造和使用過程中所產生的環境污染和自然資源過度耗費問題及處理措施。
機械工程的學科分支:
機械按功能可分為動力機械、粉碎機械、交通運輸機械和物料搬運機械等;
按服務的產業可分為農業機械、化工機械、礦山機械和紡織機械等;
按工作原理可分為熱力機械、透平機械、仿生機械和流體機械等。
相同的工作原理,相同的功能或服務於同一產業的機械有相同的問題和特點,因此機械工程就有幾種不同的分支學科體系。另外,全部機械在研究、開發、設計、製造、運用過程中,要經過若干工作性質不同的階段.
這些分支學科系統互相交叉、互相重疊,使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如按功能分的動力機械,與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力裝置、核動力裝置,內燃機、燃氣輪機,以及按行業分的中心電站設備、工業動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械,也是熱力機械、流體機械和透平機械,屬於船舶動力裝置、蒸汽動力裝置,也可能屬於核動力裝置。而驅動時鍾用的發條和重錘裝置也是動力機械,但不是熱力機械、流體機械、透平機械或往復機械。其他分支之間也有類似的重疊、交叉關系。但實用價值不大。
展望:
機械工業是為國民經濟提供裝備的基礎工業,將隨著科學技術的發展而產生變化。
機械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研製和發展新的機械產品。在未來的時代,新產品的研製將以降低資源消耗,發展潔凈的再生能源,治理、減輕以至消除環境污染作為超經濟的目標任務。
機械可以完成人用雙手和雙目,以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好。現代機械工程創造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置,使過去的許多幻想成為現實。
人類已能上游天空和宇宙,下潛大洋深層,遠窺百億光年,近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟體科學使人類開始有了加強,並部分代替人腦的科技手段,這就是人工智慧。這一新的發展已經顯示出巨大的影響,而在未來年代它還將不斷地創造出人們無法想像的奇跡。
人類智慧的增長並不減少雙手的作用,相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作,從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中,以及在每個人的成長過程中,腦與手是互相促進和平行進化的。
人工智慧與機械工程之間的關系近似於腦與手之間的關系,其區別僅在於人工智慧的硬體還需要利用機械製造出來。過去,各種機械離不開人的操作和控制,其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經系統的限制,人工智慧將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進,平行前進,將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發展。
19世紀時,機械工程的知識總量還很有限,在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科,被稱為民用工程,19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀,隨著機械工程技術的發展和知識總量的增長,機械工程開始分解,陸續出現了專業化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期,即在第二次世界大戰結束的前後期間達到了最高峰。
由於機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握,不能統觀和統籌稍大規模的工程的全貌和全局,並且縮小技術交流的范圍,阻礙新技術的出現和技術整體的進步,對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業的專家們掌握的知識過狹,考慮問題過專,在協同工作時配合協調困難,也不利於繼續自學提高。因此自20世紀中、後期開始,又出現了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論,拓寬專業領域,合並分化過細的專業。
綜合-專業分化-再綜合的反復循環,是知識發展的合理的和必經的過程。不同專業的專家們各具有精湛的專業知識,又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌,才能形成互相協同工作的有力集體。
綜合與專業是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業的矛盾;在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業問題。在人類的全部知識中,包括社會科學、自然科學和工程技術,也有處於更高一層、更宏觀的綜合與專業問題。
機電一體化:
機電一體化技術和機電一體化產品的統稱,是在機電產品中引入微電子元器件和技術之後形成的。機電一體化技術又稱機械微電子技術,是機械工程、微電子技術、信息處理技術等多種技術融合成的一種系統技術。機電一體化產品是運用機電一體化技術設計、生產的一種帶有軟、硬體系統的多功能的單機或成套裝置,通常由機械本體、微電子裝置、感測器和執行機構等組成。機電一體化技術涉及的學科有機械工程(如機構學、機械加工和精密技術等)、電工與電子技術(如電磁學、計算機技術和電子電路等)、共性技術(如系統技術、控制技術和感測器技術等)。機電一體化產品主要有商品生產用(如機器人、自動生產線和工廠等)、商品流通用(如數控包裝機械及系統、微機控制交通運輸機具和數控工程機械設備等)、商品貯存銷售用(如自動倉庫、自動稱量和銷售及現金處理系統等)、社會服務性(如自動化辦公機械和醫療及環保等自動化設施等)和家庭、科研、農林牧漁、航空航天及國防等用的機電一體化產品。機電一體化使機械工業的技術結構、產品結構、功能和構成、生產方式和管理體系等發生巨大變化。
日本企業界在1970年左右最早提出「機電一體化技術」這一概念,當時他們取名為「Mechatronics」,即結合應用機械技術和電子技術於一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,總體分解成相互關聯的若干成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、感測檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,正向光機電一體化技術(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向發展,應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容:
1、機械技術:機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應,利用其它高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統製造過程中,經典的機械理論與工藝應藉助於計算機輔助技術,同時其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。
2、系統技術:系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術,從出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,介面技術是系統技術中一個重要方面,它是實現系統各部分有機連接的保證。
3、自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計後的系統模擬,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
4、感測檢測技術:感測檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。現代工程要求感測器能快速、精確地獲取信息並能經受嚴酷環境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。
5、伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
機電一體化系統組成:
1、機械本體:機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等,它是機電一體化的基礎,起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比,機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強,這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應,具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點。
2、檢測感測部分:檢測感測部分包括各種感測器及其信號檢測電路,其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化,並將信息傳遞給電子控制單元,電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。
3、電子控制單元:電子控制單元又稱和節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的地進行。
4、執行器:執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件,通常採用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。
5、動力源:動力源是機電一體化產品能量供應部分,其作用是按照系統控制要求向機械繫統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能,以電能為主。
機械工程與人類生存環境:
工程技術的發展在提高人類物質文明和生活水平的同時,也對自然環境起破壞作用。20世紀中期以來,最突出的問題是資源,尤其是能源的大量消耗和對環境的污染。未來,機械新產品的研製將以降低資源耗費,發展純凈的再生能源,治理、減輕以至消除環境污染作為重要任務。
機械工程專業化和綜合化:
19世紀下半葉,機械工程成為一門獨立學科。分解趨勢在20世紀中期(第二次世界大戰結束前後)達到最高峰。由於機械工程的知識總量已擴大到遠非一個人所能全部掌握,不能統觀和統籌稍大規模工程的全貌和全局,並且縮小技術交流的范圍,阻礙新技術的出現和技術整體的進步,對外界條件變化(如新技術、新材料和新產品的出現、材料與半成品的供應及價格變化等)的適應能力很差。因此,從20世紀中、後期開始,機械工程又出現了綜合的趨勢。人們更多地關注基礎理論,拓寬專業領域,合並分化過細的專業。

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