机械工程科学前沿和优先领域的初步构想

刘晨曦+杨一帆+祝大舜

摘要：近年来，我国机械工程科学得以很大的发展，并与之建立了完善的学科体系，在机械工程科学前沿、机械工程创新以及机械工程应用等方面取得了不错的成就。本文笔者通过探究当下机械工程的发展以及对发展前沿进行展望，进而对机械工程科学优先领域进行初步构想。

关键词：机械工程，科学前沿，优先领域，初步构想

引言：

重大机械工程技术、纳米技术以及智能技术的进一步发展与使用，推进了机械工程学科体系及其内容的进一步发展与完善。工业应用的开发应用基础研究、工程和科学技术进而形成了相互促进、相互依存的紧密联系。随着各国工业和经济的发展，机械工程正逐步朝着集成化、综合化、数字化、清洁化以及微型化等方向发展，其发展的主要特点是：智能、交叉、柔性、高效和精密。

一、机械工程科学的发展

（一）机械工程在学术研究方面的发展展

在1949年建国至今，在这60多年来，我国机械工程科学发展飞速，取得了质的突破。从学术研究这一角度来看，机械工程科学研究理论众多，并且部分学术理论已跻身于世界领先水平，其中7R空间机构位移分析、超速挤压变形规律、机床颤震非线性规律以电接触可靠性理论和圆弧齿轮强度分析等重要理论先后获得国家自然科学奖，而且跻身于世界先进水平。此外，农机仿生减租脱附机理、计量型原子力显微镜、空间机构并联理论以及弹性流体润滑理论等诸多理论研究也具备领先水平。

（二）机械工程科学在技术创新方面的发展

随着科学的发展，机械工程科学与管理科学、电子信息技术科学以及生命科学之间的联系越来越密切，在很大程度推动了原有机械工程体系的进一步的完善。在技术创新上，稀土化合物摩擦学特性、磁盘精密沙袋研抛机理、形MIG焊接电弧控制法、等角速万向联轴器、SiC陶瓷刀具、高温密栅云纹法以及高温下材料力学测量装置等诸多方面的技术创新已达到国际领先水平，并在国际上获得了诸多发明奖项。除此之外，我国在快速成形制造、微型机电系统、智能结构和智能机械系统、仿生机械以及制作系统和制造模式等方面已成形成了新的新的创新研究发展方向，进一步推动了我国机械工程科学的创新。

（三）机械工程科学在工程应用方面的发展

机械工程科学在工程方面的应用主要体现在：飞机安全可靠性研究、精加工刀具后角的研究、锻压设备数控技术以及大型汽轮机组轴承系统的摩擦设计学等的广泛应用，提高了社会生产率，为我国经济的发展带了巨大的经济效益和社会效益，大大提高了人们的生活水平。

二、机械工程科学前沿的初步探讨

（一）机械工程科学的主要特征

机械工程科学前沿的显著特征是能够涵盖工程实际中出现的关键的科学技术问题，这是机械工程科学区别于其他基础科学前沿的重要标志。此外，机械工程科学前沿还具有明确的应用前景的特征，以及其前沿的技术成果的市场竞争力较高的重要特征。随着世界经济一体化的发展，特别是我国自2001年加入世贸以来，我国的机械行业以及汽车行业机遇与挑战并存，面对挑战，各企业要提高创新能力，加快产品的研发，并且要高度重视企业的环境适应能力、产品的质量、交货期以及成本和售后。

（二）机械工程科学的主要发展前沿

在未来科技的发展展望中，科学界发展可谓百花齐放，发展前景一片光明。生命学科、纳米学科、管理学科、材料学科、制造学科以及信息学科等主流学科联系密切、交叉发展，进而形成了制造信息学、仿生机械和仿生制造学、可重构制造系统和制造管理学以及纳米制造和纳米机械学等都是现今我国机械工程科学的前沿学科，推动着我国机械工程科学的发展。在发展这些前沿学科的过程中我们要坚持“有所为，有所不为的”的研究原则，研究并发展具有优势的并具备发展特色的前沿，例如当下的并联机构、机械仿生以及纳米摩擦学等具有一定研究基础和发展特色的领域，我们要长期研究下去。

（三）机械工程科学在某些领域的发展前沿动态

机械工程科学在某些领域存在以下发展现状，例如，国内外不少专家、学者都对并连轴机床进行了相关的研究，但是在这些研究中，大部分研究者都是在重复研究，做一些无用功。近几年来，在动力学、传动领域等方面研究课题不少，但是一直未取得突破性的进展。国内普遍看好的“虚拟制造”，一直处于初级研究阶段，并未在进行深层次的研究。现阶段，我国机械工程科学在某些领域与国外相比，尚存在很大的差距，针对这一弊端，我国应投入必要的财力、物力以及精力，实现机械工程科学发展前沿在某些领域的实质性突破。众所周知，国家规定的重点发展项目，大部分都是都过层层的国家遴选，优先发展的前沿项目或者领域，其在很大程度上代表了国家机械工程科学的资助以及发展的方向。这些国家规定的重点项目具有前瞻性、交叉性、先导性、基础性以及应用性等五大特点。与此同时，笔者认为我国机械工程科学前沿还针对某些领域，如超声机电、零件精密压制以及测试等有关领域召开了专门的研讨会，以更好的促进机械工程科学在这些领域的发展。

三、我国机械工程科学优先领域的初步构想

随着我國综合国力的提升，在工程机械科学的发展上已有了诸多的科研成果，具备了一定的发展优势。因此，在我国机械工程在优先领域应选择对我国科技技术发展有重大促进作用的领域。鉴于此，笔者认为在我国机械工程科学优先领域的初步构想层面上应该优先领域主要有以下两个方面：第一、机械系统、产品设计理念和方法以及产品性能；第二、制造单元以及制造系统。只有国家充分认识到优先资助的重要性，重视机械工程科学的优先发展领域，才能够更好的推进机械工程科技的发展，才能真正意义上的实现机械工程科学研究的创新，在技术成果上取得突破性的发展。

结语：

综上所述，机械工程科学的发展极大的改变了人们生产生活的方式，开阔了人们的视野，提高了人们的生活水平。一方面，随着机械工程科学的进一步发展，仪器设备、智能自动化、微型机电系统以及高效柔性制造技术的日趋成熟，其必将受到人们的广泛关注，也必定会被市场所认同推广。另一方面，重构制造系统无论从技术层面还是理论层面，都越来越契合我国已有的制造模式。最重要的是，在未来的几年里，我国的仿生制造、机构学以及仿生机械等诸多领域都必定跻身世界先进行列，进一步促进我国工业的发展。要深信，在机械制造科学技术的全面支持下，我国的制造业必定会全面实现现代化。总之，我国机械工程科学的发展前景非常的广阔。

参考文献：

[1]吴永久.机械工程科学前沿和优先领域的初步构想[J].山东工业技术.2013（08）

[2]贺正邦.机械工程科学前沿和优先领域的初步构想[J].科技创新与应用.2014（14）endprint