機(jī)械工程與自動化的關(guān)系

機(jī)械工程的發(fā)展史與簡介：
“機(jī)械工程”一詞英語為（mechanical engineering），它以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)實踐中的技術(shù)經(jīng)驗，研究和解決在開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝、運用和修理各種機(jī)械中的全部理論和實際問題的應(yīng)用學(xué)科。機(jī)械是現(xiàn)代社會進(jìn)行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素（人、資金、能源、材料和機(jī)械）之一，并參與能量和材料的生產(chǎn)。
石器時代人類制造和使用的各種石斧、石錘和木質(zhì)、皮質(zhì)的簡單工具是后來出現(xiàn)的機(jī)械的。幾千年前，人類已創(chuàng)制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用于提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力由人力發(fā)展到畜力、風(fēng)力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發(fā)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(jī)械 。鼓風(fēng)器對人類社會發(fā)展起了重要作用。強(qiáng)大的鼓風(fēng)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(fēng)器。15～16世紀(jì)以前，機(jī)械工程發(fā)展緩慢。17世紀(jì)以后，資本主義商品經(jīng)濟(jì)在英、法等國迅速發(fā)展，許多人致力于改進(jìn)各產(chǎn)業(yè)所需要的工作機(jī)械和研制新的動力機(jī)械——蒸汽機(jī)。18世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)的應(yīng)用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉和冶金等行業(yè)。制作機(jī)械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機(jī)械制造工業(yè)開始形成，并逐漸成為重要產(chǎn)業(yè)。機(jī)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(fā)展成為有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成18～19世紀(jì)的工業(yè)革命和資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。
隨著時間的推移，“機(jī)械工程”的越來越向?qū)I(yè)化和綜合化發(fā)展。
19世紀(jì)下半葉，機(jī)械工程成為一門獨立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。分解趨勢在20世紀(jì)中期（第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前后）達(dá)到zui高峰。由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非一個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是*的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化（如新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品的出現(xiàn)、材料與半成品的供應(yīng)及價格變化等）的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此，從20世紀(jì)中、后期開始，機(jī)械工程又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地關(guān)注基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。
機(jī)械按功能可分為動力機(jī)械、粉碎機(jī)械、交通運輸機(jī)械和物料搬運機(jī)械等；機(jī)械工業(yè)按其服務(wù)對象，可分為工業(yè)設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、交通運輸?shù)葯C(jī)械制造業(yè)；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械、礦山機(jī)械和紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、透平機(jī)械、仿生機(jī)械和流體機(jī)械等。相同的工作原理，相同的功能或服務(wù)于同一產(chǎn)業(yè)的機(jī)械有相同的問題和特點，因此機(jī)械工程就有幾種不同的分支學(xué)科體系。另外，全部機(jī)械在研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用過程中，要經(jīng)過若干工作性質(zhì)不同的階段，依此，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。這些分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉、互相重疊，使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。分支之間又有類似的重疊、交叉關(guān)系。
展望機(jī)械工業(yè)未來，機(jī)械工業(yè)是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備的基礎(chǔ)工業(yè)，將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生變化，將會越來越先進(jìn)。
自動化技術(shù)的由來與發(fā)展：
自動化一詞，英語為（Automation）是指工具或生產(chǎn)過程不依賴或少量依賴人的干預(yù)而主要依靠預(yù)設(shè)指令和程序自動完成工作的過程。
我國2000多年前發(fā)明的指南車，可算是世界上*臺自動機(jī)器，是世界上zui早的自動定向裝置。但是，自動化作為一門學(xué)科及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，是從本世紀(jì)四十年代開始的，至今還只有三十多年的歷史。在四十生代未與五十年代初，在科學(xué)技術(shù)較先進(jìn)的國家中，已開始采用各種自動調(diào)節(jié)器伺服系統(tǒng)與有關(guān)電子設(shè)備，實現(xiàn)單機(jī)自動化或局部自動化、半自動化。
自動化科學(xué)出現(xiàn)的原因是為了控制那些自工業(yè)革命來越來越復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，諸如汽車、飛機(jī)等。此外現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)上的流水線和精密設(shè)備，也越來越難以單純的依靠人手來控制。這些新產(chǎn)品和技術(shù)導(dǎo)致了自動化科學(xué)的誕生。同時，應(yīng)用數(shù)學(xué)和近現(xiàn)代電子學(xué)的發(fā)展也為自動化科學(xué)提供了理論基礎(chǔ)。
隨著自動化水平的不斷提高，一些生產(chǎn)過程正從單機(jī)、局部自動化發(fā)展到全盤、綜合自動化。在一些現(xiàn)代化的工廠里，從原料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠都是自動化或半自動化的，而且達(dá)到高速、、地生產(chǎn)。在這些工廠里，采用了一系列的自動裝置、電子儀表，及電子計算機(jī)控制的自動線與自動化車間，而不只是一臺自動化單機(jī)和個別工藝參數(shù)（如溫度、壓力、流量）的自動調(diào)節(jié)。
目前，自動化技術(shù)正廣泛地普及到國民經(jīng)濟(jì)各部門，深入到國防與科研各個領(lǐng)域，自動化系統(tǒng)的規(guī)模愈來愈大，出現(xiàn)了一些大系統(tǒng)。例如，綜合自動化的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是個大系
統(tǒng)，它從礦山開采，選礦、冶煉、軋制、剪切到包裝、運輸，都是實現(xiàn)*控制的。
總之，自動化的水平將越來越高，應(yīng)用范圍將越來越大
機(jī)械工程與自動化的關(guān)系：
隨著社會的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，機(jī)械工程與自動化的越來越密切，我們常?？梢钥吹揭恍╆P(guān)于機(jī)械與自動化在一起的例子。
機(jī)械工業(yè)自動化是科學(xué)進(jìn)步的產(chǎn)物，它通常包括三個部分:（一）機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品自動化，（二）機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過程自動化，（三）系統(tǒng)工程學(xué)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用。
在機(jī)械加工大批量另件中，國外早在本世紀(jì)二十年代開始采用自動化生產(chǎn)技術(shù)，如1923
年英國就曾采用組合機(jī)床自動線加工汽缸體。其后對于多品種、中小批量生產(chǎn)，國外出現(xiàn)了
各種程控技術(shù)（簡易程控器，可編程序控制器等）、數(shù)控技術(shù)〔數(shù)控NC機(jī)床、加工中心，計算機(jī)控制單獨實時對象CNC及MNC,（或稱計算機(jī)數(shù)控及微型機(jī)數(shù)控）計算機(jī)集中控制與管理DNC（或稱群控）以及可調(diào)加工系統(tǒng)FMS等〕、通用工業(yè)機(jī)械手以及各種控制機(jī)（小型計算機(jī)、微型機(jī)等）。
國外機(jī)械產(chǎn)品自動化成套設(shè)備單套容量已高達(dá)2萬千瓦;做到集中控制，集中監(jiān)視;在
自動化元件方面已有整套標(biāo)準(zhǔn)控制單元;工藝較先進(jìn):做到結(jié)構(gòu)上組合安裝積木化，用材工
程塑料化，金屬材料型材型板化，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(jī)一體化，裝置直接裝于電動機(jī)機(jī)坐上，節(jié)省的控制柜;設(shè)備可靠性高，維護(hù)簡便，
許多設(shè)備都可以做到鎖門運行，不要值班人員監(jiān)視與維護(hù)。
各種機(jī)械的數(shù)控機(jī)床是機(jī)械工程與自動化的產(chǎn)物。據(jù)國外報導(dǎo)，大約到1985年，由中央計算機(jī)控制的整個工廣的全盤在線自動化和*化將成為現(xiàn)實。日本曾于1972年提出籌建無人化機(jī)床廠的規(guī)解，19 T6年完成了基本設(shè)計，將于1980年建成，生產(chǎn)機(jī)床另部件，到1990年時工廠可以正式生產(chǎn)機(jī)床。全廠共需十人（同規(guī)模普通廠約需700^-800人）;工廠包括冷、熱加工裝配以及噴涂等工種，加工另件品種達(dá)2000多種（zui小批量1}-25件），可組裝成50種機(jī)床部件。系統(tǒng)分四級控制，主要應(yīng)用程序達(dá)40多種，各單元都能自國外近年來發(fā)展了計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造（ CAD/CAM）系統(tǒng)，使產(chǎn)品設(shè)計和某些生產(chǎn)調(diào)度自動化。還要按照“系統(tǒng)工程學(xué)”原理建立起來的集成生產(chǎn)系統(tǒng)（IMS ） ,它范圍更廣，甚至包括了生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)管理。
CAD/CAM系統(tǒng)和IMS系統(tǒng)的發(fā)展，取決于硬件和軟件，特別是軟件的發(fā)展。要建成全自動化的“無人化”工廠，首先要發(fā)展集成化軟件系統(tǒng)和計算機(jī)分級控制系統(tǒng)。據(jù)國外報導(dǎo)，現(xiàn)在已運行的CAD/CAM系統(tǒng)有四萬多個，而且多用于單個另部件的生產(chǎn)。至于較大規(guī)模的系統(tǒng)，尚末見報導(dǎo)。 由此可見，以CAD/CAI或IMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)的全盤自動律下廠布環(huán)只是規(guī)劃中的目標(biāo)。
我國建國以來，發(fā)展自動化技術(shù)有很大成績。目前一機(jī)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(shù)是繼電器控制系統(tǒng)，應(yīng)用順序控制的極少，幾乎沒有在線自動檢測。自動線的技術(shù)水平雖較低，但一般都提高工效3一5倍。機(jī)械手約有1千臺左右，多為，很少通用，尚有定位等技術(shù)問題有待解決。數(shù)控機(jī)
,床全國有30。多臺，由于可靠性差，尚末推廣應(yīng)用。順序控制器及可編程序控制器應(yīng)用不多。
DNC（群控）系統(tǒng)巳有10多臺，計算機(jī)輔助設(shè)計開始用在變壓器設(shè)計，組合機(jī)床設(shè)計及大
規(guī)模集成電成電路設(shè)計上，但都是探索性的。在生產(chǎn)管理方面，*汽車廠在工資計算及生
產(chǎn)日報表開始用計算機(jī)?？偟恼f來，計算機(jī)數(shù)量尚少，一機(jī)部系統(tǒng)全部只有52臺，全國只有
400臺左右，外圍設(shè)備不能配套，計算機(jī)應(yīng)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(fā)展情況相同，我國機(jī)械工業(yè)自動化正從單機(jī)自動化發(fā)展到自動生產(chǎn)線、自動化
車間和自動化工廠，企業(yè)已在注意以下領(lǐng)域的工作:
（1）很抓基礎(chǔ)理論的研究，如現(xiàn)代控制理論，大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)工程學(xué)在機(jī)械工業(yè)中
的應(yīng)用等基礎(chǔ)理論;
‘ （2）開展一些關(guān)鍵技術(shù)的研究:如①能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，研制新型的能量轉(zhuǎn)換裝置;②新型交流調(diào)速技術(shù)，研究交流調(diào)速的新理論、新線路新電機(jī)和新器件，③計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，研究微型機(jī)的應(yīng)用開展軟件硬件及固件技術(shù)的研究;④生產(chǎn)過程仿真技術(shù)，應(yīng)用數(shù)字計算機(jī)及數(shù)字模擬混合計算機(jī)對大型自動化系統(tǒng)進(jìn)行模擬試驗及設(shè)計計算，選擇*參數(shù)及*系統(tǒng)，⑤自適應(yīng)及自學(xué)習(xí)等控制技術(shù)，⑥自動化成套技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)理論與計算機(jī)對自動化系統(tǒng)及成套設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面分析研究，使綜合指標(biāo)達(dá)到*;⑦自動化檢測技術(shù)，提高在線檢測的精度、可靠性及自動測試水平。
（3）發(fā)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(yè)機(jī)械手;
（4）大力研究各種用計算機(jī)的加土控制系統(tǒng)，如NC、加工中心、CNC} DNC和以DNC
為中心的FN1S系統(tǒng);
（5）發(fā)展CAD%CAM系統(tǒng)及集成生產(chǎn)系統(tǒng)（IMS），
（6）提高單機(jī)自動化水平;
（7）一按產(chǎn)品類別建立能完成全部生產(chǎn)工藝循環(huán)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(yīng)用電子計算機(jī)等各種自動化裝置后，自動化的現(xiàn)代工業(yè)的勞動生產(chǎn)率將
有驚人的突破，自動化對資金積累，保證質(zhì)量、降低消耗、加快國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和鞏固國防
將起重大的作用。
在自動化的生產(chǎn)條件下，操作工人的工作將是對生產(chǎn)過程的技術(shù)管理工作，如調(diào)正設(shè)
備，‘在計算機(jī)等專門技術(shù)裝置的協(xié)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(shè)備正常運行，為此必須特別重視對各類人員的培訓(xùn)工
作。
機(jī)械工程與自動化結(jié)合地位與作用：
隨著電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,觸發(fā)了機(jī)械領(lǐng)域的一場深刻的革命,促進(jìn)了機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的高度結(jié)合.機(jī)電結(jié)合已成為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢.而當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)在機(jī)電技術(shù)上又相對比較落后,這嚴(yán)重阻礙了我國產(chǎn)品質(zhì)量的提高,造成了我國產(chǎn)品在市場上缺乏競爭能力.機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量從外觀質(zhì)量到內(nèi)部質(zhì)量都反映出大量問題.
機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的傳統(tǒng)工業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),省內(nèi)外多家大型機(jī)械企業(yè),眾多的中小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),為加強(qiáng)技術(shù)改造,提高產(chǎn)品的技術(shù)含量,增強(qiáng)企業(yè)的發(fā)展后勁,紛紛成立技術(shù)中心,積極進(jìn)行產(chǎn)品的更新,引進(jìn)機(jī)械制造領(lǐng)域的技術(shù)人才.因此,該學(xué)科的建設(shè)將對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及科技興省內(nèi),振興我國的裝備制造業(yè)中將發(fā)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。這將有助于逐步縮小腦力勞動與體力勞動的差別，從而在社會主義制度下更快地向共產(chǎn)
主又過渡。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)械制造及自動化專業(yè)人才的需求量日益增多.因此,該學(xué)科具有良好的發(fā)展機(jī)遇和發(fā)展前景。可以說自從“機(jī)械工程”與“自動化科學(xué)技術(shù)”結(jié)合以來，我國的工業(yè)前進(jìn)的步伐明顯的提高了，為我們的社會主義建設(shè)做出了不可替代的貢獻(xiàn)。