機械工程與自動化的關系

機械工程的發展史與簡介：
“機械工程”一詞英語爲（mechanical engineering），它以有關的自然科學和技術科學爲理論基礎，結合生産實踐中的技術經驗，研究和解決在開發、設計、制造、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産和服務的五大要素（人、資金、能源、材料和機械）之一，並參與能量和材料的生産。
石器時代人類制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。幾千年前，人類已創制瞭用於谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用於提水的桔槔和辘轳，裝有輪子的車，航行於江河的船及槳、橹、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。zui早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶車，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瞭重要作用。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，中國就已有瞭冶鑄用的鼓風器。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，許多人緻力於改進各産業所需要的工作機械和研制新的動力機械——蒸汽機。18世紀後期，蒸汽機的應用從採礦業推廣到紡織、面粉和冶金等行業。制作機械的主要材料逐漸從木材改爲金屬。機械制造工業開始形成，並逐漸成爲重要産業。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爲有理論指導的、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産的主要技術因素。
随著時間的推移，“機械工程”的越來越向專業化和綜合化發展。
19世紀下半葉，機械工程成爲一門獨立學科。進入20世紀，随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，陸續出現瞭專業化的分支學科。分解趨勢在20世紀中期（第二次世界大戰結束前後）達到zui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，一定的專業化是*的。但是過度的專業化造成知識過分分割，視野狹窄，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範圍，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、新材料和新産品的出現、材料與半成品的供應及價格變化等）的适應能力很差。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，從20世紀中、後期開始，機械工程又出現瞭綜合的趨勢。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。
機械按功能可分爲動力機械、粉碎機械、交通運輸機械和物料搬運機械等；機械工業按其服務對象，可分爲工業設備、農業機械、交通運輸等機械制造業；按服務的産業可分爲農業機械、化工機械、礦山機械和紡織機械等；按工作原理可分爲熱力機械、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産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、制造、運用過程中，要經過若幹工作性質不同的階段，依此，機械工程又可劃分爲互相銜接、互相配合的幾個分支系統，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。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。分支之間又有類似的重疊、交叉關系。
展望機械工業未來，機械工業是爲國民經濟提供裝備的基礎工業，将随著科學技術的發展而産生變化，将會越來越先進。
自動化技術的由來與發展：
自動化一詞，英語爲（Automation）是指工具或生産過程不依賴或少量依賴人的幹預而主要依靠預設指令和程序自動完成工作的過程。
我國2000多年前發明的指南車，可算是世界上*台自動機器，是世界上zui早的自動定向裝置。但是，自動化作爲一門學科及現代科學技術領域，是從本世紀四十年代開始的，至今還隻有三十多年的曆史。在四十生代未與五十年代初，在科學技術較先進的國家中，已開始採用各種自動調節器伺服系統與有關電子設備，實現單機自動化或局部自動化、半自動化。
自動化科學出現的原因是爲瞭控制那些自工業革命來越來越複雜的機械設備，諸如汽車、飛機等。此外現代工業生産上的流水線和精密設備，也越來越難以單純的依靠人手來控制。這些新産品和技術導緻瞭自動化科學的誕生。同時，應用數學和近現代電子學的發展也爲自動化科學提供瞭理論基礎。
随著自動化水平的不斷提高，一些生産過程正從單機、局部自動化發展到全盤、綜合自動化。在一些現代化的工廠裏，從原料進廠到産品出廠都是自動化或半自動化的，而且達到高速、、地生産。在這些工廠裏，採用瞭一系列的自動裝置、電子儀表，及電子計算機控制的自動線與自動化車間，而不隻是一台自動化單機和個别工藝參數（如溫度、壓力、流量）的自動調節。
目前，自動化技術正廣泛地普及到國民經濟各部門，深入到國防與科研各個領域，自動化系統的規模愈來愈大，出現瞭一些大系統。例如，綜合自動化的鋼鐵聯合企業是個大系
統，它從礦山開採，選礦、冶煉、軋制、剪切到包裝、運輸，都是實現*控制的。
總之，自動化的水平将越來越高，應用範圍将越來越大
機械工程與自動化的關系：
随著社會的發展，科學的進步，機械工程與自動化的越來越密切，我們常常可以看到一些關於機械與自動化在一起的例子。
機械工業自動化是科學進步的産物，它通常包括三個部分:（一）機械工業産品自動化，（二）機械工業生産過程自動化，（三）系統工程學在機械工業中的應用。
在機械加工大批量另件中，國外早在本世紀二十年代開始採用自動化生産技術，如1923
年英國就曾採用組合機床自動線加工汽缸體。其後對於多品種、中小批量生産，國外出現瞭
各種程控技術（簡易程控器，可編程序控制器等）、數控技術〔數控NC機床、加工中心，計算機控制單獨實時對象CNC及MNC,（或稱計算機數控及微型機數控）計算機集中控制與管理DNC（或稱群控）以及可調加工系統FMS等〕、通用工業機械手以及各種控制機（小型計算機、微型機等）。
國外機械産品自動化成套設備單套容量已高達2萬千瓦;做到集中控制，集中監視;在
自動化元件方面已有整套标準控制單元;工藝較先進:做到結構上組合安裝積木化，用材工
程塑料化，金屬材料型材型闆化，控制裝置集戍化、小型化、微型化，微型化的自動化裝置與電動機一體化，裝置直接裝於電動機機坐上，節省的控制櫃;設備可靠性高，維護簡便，
許多設備都可以做到鎖門運行，不要值班人員監視與維護。
各種機械的數控機床是機械工程與自動化的産物。據國外報導，大約到1985年，由中央計算機控制的整個工廣的全盤在線自動化和*化将成爲現實。日本曾於1972年提出籌建無人化機床廠的規解，19 T6年完成瞭基本設計，将於1980年建成，生産機床另部件，到1990年時工廠可以正式生産機床。全廠共需十人（同規模普通廠約需700^-800人）;工廠包括冷、熱加工裝配以及噴塗等工種，加工另件品種達2000多種（zui小批量1}-25件），可組裝成50種機床部件。系統分四級控制，主要應用程序達40多種，各單元都能自國外近年來發展瞭計算機輔助設計和計算機輔助制造（ CAD/CAM）系統，使産品設計和某些生産調度自動化。還要按照“系統工程學”原理建立起來的集成生産系統（IMS ） ,它範圍更廣，甚至包括瞭生産計劃和生産管理。
CAD/CAM系統和IMS系統的發展，取決於硬件和軟件，特别是軟件的發展。要建成全自動化的“無人化”工廠，首先要發展集成化軟件系統和計算機分級控制系統。據國外報導，現在已運行的CAD/CAM系統有四萬多個，而且多用於單個另部件的生産。至於較大規模的系統，尚末見報導。 由此可見，以CAD/CAI或IMS系統爲基礎的全盤自動律下廠布環隻是規劃中的目标。
我國建國以來，發展自動化技術有很大成績。目前一機部所屬各單位，有自動線300多條，其中冷加工自動線約有250條仍右。這些自動線絕大多數是繼電器控制系統，應用順序控制的極少，幾乎沒有在線自動檢測。自動線的技術水平雖較低，但一般都提高工效3一5倍。機械手約有1千台左右，多爲，很少通用，尚有定位等技術問題有待解決。數控機
,床全國有30。多台，由於可靠性差，尚末推廣應用。順序控制器及可編程序控制器應用不多。
DNC（群控）系統巳有10多台，計算機輔助設計開始用在變壓器設計，組合機床設計及大
規模集成電成電路設計上，但都是探索性的。在生産管理方面，*汽車廠在工資計算及生
産日報表開始用計算機。總的說來，計算機數量尚少，一機部系統全部隻有52台，全國隻有
400台左右，外圍設備不能配套，計算機應用剛開始起步。與國外的差距很大，必須急·起直
追迎頭趕上。
與國外發展情況相同，我國機械工業自動化正從單機自動化發展到自動生産線、自動化
車間和自動化工廠，企業已在注意以下領域的工作:
（1）很抓基礎理論的研究，如現代控制理論，大系統理論、系統工程學在機械工業中
的應用等基礎理論;
‘ （2）開展一些關鍵技術的研究:如①能量轉換技術，研制新型的能量轉換裝置;②新型交流調速技術，研究交流調速的新理論、新線路新電機和新器件，③計算機應用技術，研究微型機的應用開展軟件硬件及固件技術的研究;④生産過程仿真技術，應用數字計算機及數字模拟混合計算機對大型自動化系統進行模拟試驗及設計計算，選擇*參數及*系統，⑤自适應及自學習等控制技術，⑥自動化成套技術，應用系統工程學理論與計算機對自動化系統及成套設備的技術經濟指标進行全面分析研究，使綜合指标達到*;⑦自動化檢測技術，提高在線檢測的精度、可靠性及自動測試水平。
（3）發展各種自動化裝置（包括、各種順序控制器等）及各種用途的工業機械手;
（4）大力研究各種用計算機的加土控制系統，如NC、加工中心、CNC} DNC和以DNC
爲中心的FN1S系統;
（5）發展CAD%CAM系統及集成生産系統（IMS），
（6）提高單機自動化水平;
（7）一按産品類别建立能完成全部生産工藝循環的綜合自動線，以及自動化車間、自動
化工廣等。
綜上所述，在應用電子計算機等各種自動化裝置後，自動化的現代工業的勞動生産率将
有驚人的突破，自動化對資金積累，保證質量、降低消耗、加快國民經濟的發展和鞏固國防
将起重大的作用。
在自動化的生産條件下，操作工人的工作将是對生産過程的技術管理工作，如調正設
備，‘在計算機等專門技術裝置的協助下決定工藝制度和操作程序。因此操作人員必須掌握一
定的自動化知識，否則很難使自動化設備正常運行，爲此必須特别重視對各類人員的培訓工
作。
機械工程與自動化結合地位與作用：
随著電子技術與計算機技術的迅速發展,觸發瞭機械領域的一場深刻的革命,促進瞭機械技術與微電子技術的高度結合.機電結合已成爲機械工業發展的必然趨勢.而當前我國機械制造業在機電技術上又相對比較落後,這嚴重阻礙瞭我國産品質量的提高,造成瞭我國産品在市場上缺乏競争能力.機電産品質量從外觀質量到内部質量都反映出大量問題.
機械工業是國民經濟的傳統工業和支柱産業,省内外多家大型機械企業,衆多的中小型企業和鄉鎮企業,爲加強技術改造,提高産品的技術含量,增強企業的發展後勁,紛紛成立技術中心,積極進行産品的更新,引進機械制造領域的技術人才.因此,該學科的建設将對國民經濟建設以及科技興省内,振興我國的裝備制造業中将發揮重要作用.
自動化不僅使人類實繁重的體力勞動中解放出來，而且也從緊張的腦力勞動中解放出
來。這将有助於逐步縮小腦力勞動與體力勞動的差别，從而在社會主義制度下更快地向共産
主又過渡。
随著科學技術的飛速發展,機械制造及自動化專業人才的需求量日益增多.因此,該學科具有良好的發展機遇和發展前景。可以說自從“機械工程”與“自動化科學技術”結合以來，我國的工業前進的步伐明顯的提高瞭，爲我們的社會主義建設做出瞭不可替代的貢獻。