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1、,1,机械学科的现状及其发展趋势,华中科技大学 吴波 2009年8月10日,2,目 录,一、机械学科的发展现状 二、机械学科的发展趋势 三、问题与思考,3,一、机械学科的发展现状,4,机械学科已成为多学科融合的学科 制造技艺制造技术制造科学； 制造活动的社会性、制造系统的开放性制造科学综合性； 机械学科已不可能在孤立、封闭的状态下发展，必然走兼采百家之长、交叉融合的道路； 机械学科比以往任何时候更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子、计算机、系统论、信息论、控制论及管理学等学科的发展，不断丰富着现代机械学科的内涵和外延。,机械学科的发展现状,5,许多高技术我国尚未掌握，许多重大装备我国不能自
2、主设计制造，缺乏自主创新能力,是制造大国，不是制造强国,发电设备、机床、汽车、电子制造等产品产量居世界前列，却没有一家装备制造企业能跻身世界500强,关键装备大多依赖进口 光电子制造设备的100% IC制造装备的85% 高档数控机床的70%,机械学科的发展现状,基础研究相对薄弱，创新性缺失，原创性的技术和成果缺乏，企业的核心竞争力不足,6,二、机械学科的发展趋势,7,机械学科的发展趋势,机械产品： “精”“极”“文” 制造过程： “绿”“快”“省”“效” 制造方法： “数”“自”“集”“网”“智”,8,“精”是发展的关键精确化 加工精度精密化 人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均
3、达纳米级； 操作尺度细微化 基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米级 理化性能精确化 物理性能、化学性能、生化性能等等 控制要求纳米化,发展趋势 机械产品：“精”“极”“文”,9,“极”是发展的焦点极端、极限,几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、极柔、极圆、极方、奇形怪状； 在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能； MEMS技术和产品是典型极端、极限技术和产品。,发展趋势 机械产品：“精”“极”“文”,10,“文”是发展的新义人文化 工业产品， “实用” ，物质层面； 艺术产品，（人文）文化含量高， “物美” ，精
4、神层面，环境协调，爽心悦目，经得起“看”，经得起“想”“工业设计” 制造过程、制造方法“文明化”生产。,发展趋势 机械产品：“精”“极”“文”,11,“绿”是发展的必然绿色 “天人合一” ； 制造各阶段都必须充分计及环境保护：自然环境，社会环境、生产环境、生产者的身心健康； 制造必然要走向“绿色”制造，这是实现国民经济可持续发展的重要条件。,发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”,12,“快”是发展的动力快速 对市场的快速响应 对生产的快速重组 生产模式：高度柔性与高度敏捷性 推动着制造技术的进步与制造方法的发展,发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”,13,“省”是发展的原则节省
5、,市场经济必然的要求 制造过程必须节省、节约、节俭 制造过程的优化 制造资源的优化配置,发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”,14,“效”是发展的追求 效率,个性化大生产、大规模定制 快速响应市场需求的应有推论与含义 生产效率提高生产力发展社会进步,发展趋势 制造过程：“绿”“快”“省”“效”,15,“数”是发展的核心数字化 “信息化”的核心是“数字化” 数字制造是制造技术与信息技术（包含计算机技术、网络技术）等交叉、发展与应用的结果 数字化设计、数字化控制、数字化管理以及贯穿始终的“虚拟”技术 数字化技术必将导致制造技术的重大发展与变革,发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“
6、智”,16,“自”是发展的条件自动化 自动化是强化、延伸甚至取代人的劳动（体力、脑力）的技术或手段 自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高水平的自动化,发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”,17,“集”是发展的方法集成化 技术集成、管理集成、技术与管理集成 本质：知识和信息集成，集成也包含了“交叉” 现代机械学科的发展离不开“集成”和“交叉”,发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”,18,“网”是发展的道路网络化 现代新型制造模式实施的基础设施，现代制造企业生产活动必不可少运行环境 网络化既是制造企业信息化、集成化的基础，又
7、是企业信息化、集成化的进一步发展 网络化将机械制造业走向全球化、整体化、有序化,发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”,19,“智”是发展的前景智能化,制造智能制造系统/单元/装备适应环境变化的能力，处理海量信息、不完整信息、不确定信息、错误信息的能力，自诊断、自修复能力，自组织、自重构能力，主动协调和协同能力，非逻辑处理能力等 智能化各行各业发展的趋向，如：智能车辆、智能机器、智能仪表、智能控制、智能材料，智能大厦、智能交通、 人机一体化智能系统,发展趋势 制造方法：“数”“自”“集”“网”“智”,20,三、问题与思考,21,问题与思考,机械学科专业教育存在的主要问题,“创新性”缺失,人才的整体素质距离自主创新要求还有明显差距，自主学习能力尤其是创新能力比较弱，与本学科快速发展的实际需求还存在较大差距。,“工程性”缺失,工程意识和实践能力较弱，学生毕业后往往需要在企业工作34年才能胜任工作。,人才培养还不能适应本学科发展的需要,本学科快速发展所需的知识体系和能力要求未能充分融合和体现、人才和知识储备不能适应产业结构升级需要等。,22,问题与思考,机械学科专业教育进一步改革的方向,李培根： 开放式高等教育 专业边界再设计 专业教育中宏思维能力培养,23,敬请批评指正！谢谢！,
