1、浅谈机械工程的发展历程及发展前景 摘 要：机械工程自 17 世纪蒸汽机发明以来经历了长足的发展，机械工程一向以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性，即以提高人类的利益为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 关键词：机械工程；多学科交叉；机电一体化；人工智能 机械工程是一门涉及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。机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的全部理论和实际问题的应
2、用学科。机械工程是工学研究生教育一级学科，工程研究生教育一个领域。 1 发展进程 17 世纪以后，资本主义商品经济在英、法等国迅速发展，许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械 蒸汽机。制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成，并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成 18 19 世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程， 19 世纪下半叶才逐渐成为一
3、个独立学科。进入 20世纪，随着机械工 程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分 支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化（新技术、新材料和新产品的出现、新的环境保护法规、原材料和能源供应及价格的变动，以及个人的工作调动、职务提升等）的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考
4、虑问题过专，在协同工作时配 合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业 工程技术的发展在提高人类物质文明和生活水平的同时，也对自然环境起了破坏作用。 20 世纪中期以来，暴露出来的严重问题有两个方面：资源（其中最严重的是能源）的大量消耗和环境的严重污染。能源方面，在改进核裂变动力装置、发展太阳能、地热、潮汐能、海水温差能等，可以减少对非再生的化石能源的依赖。从长远的观点看，核聚变是很有希望的和几乎无穷尽的未来能源。以核物理学将来的成 就为基础，机械工程与其他工程技术一起，在 21 世纪中完成核
5、聚变动力装置的开发和推广可能彻底解决世界的能源问题。使用这种新能源可同时减少对大气的二氧化碳排放。 地壳中和海水中的金属矿藏的蕴藏量极为丰富。只要改进采矿和选矿的工艺和提高采、选矿机械的性能，以降低可以经济利用的矿石品位，并充分回收金属废料，在有足够的能量供应的条件下，金属材料资源不愁匮乏。在煤、石油、天然气等不再被大量地用作燃料而主要作为合成材料的原料之后，非金属材料的供应也可得到长远的保证。 化学工程、冶金工程等生产流程中所产生 的废气、废水等环境污染源，通过改进流程、增加净化机械和设施并提高其净化效率，在技术上是能够加以消除的。 2 发展前景 机电一体化是机械工程发展的一个重要方向。机电
6、一体化技术和机电一体化产品的统称，是在机电产品中引入微电子元器件和技术之后形成的。机电一体化技术又称机械微电子技术，是机械工程、微电子技术、信息处理技术等多种技术融合成的一种系统技术。机电一体化产品是运用机电一体化技术设计、生产的一种带有软、硬件系统的多功能的单机或成套装置，通常由机械本体、微电子装置、传感器和执行机构等组成。机 电一体化技术涉及的学科有机械工程（如机构学、机械加工和精密技术等）、电工与电子技术（如电磁学、计算机技术和电子电路等）、共性技术（如系统技术、控制技术和传感器技术等）。机电一体化产品主要有商品生产用（如机器人、自动生产线和工厂等）、商品流通用（如数控包装机械及系统、微
7、机控制交通运输机具和数控工程机械设备等）、商品贮存销售用（如自动仓库、自动称量和销售及现金处理系统等）、社会服务性（如自动化办公机械和医疗及环保等自动化设施等）和家庭、科研、农林牧渔、航空航天及国防等用的机电一体化产品。机电一体化使机械工业的技 术结构、产品结构、功能和构成、生产方式和管理体系等发生巨大变化。 人工智能也是机械工程发展的一个重要方向 机械可以完成人用双手和双目以及双足双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。人类已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的
8、电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人 们无法想象的奇迹。 人工智慧的发展并不减少双手的使用，相反地却要求手操作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系。其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制。人工智能消除了这个限制。机械工程可以充分利用这个新出现的巨大可能性。计算机科 学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。
