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内容摘要：机械工程发展的目标，是让中国机械工程行业走向世界化，能在这个领域占领一定的重要地位。在不断地技术创新、研发新的产品、建设齐全的设备，从现状找出问题，解决问题，发现问题。从而变成机械工程制造业的强国，正确地认识现状，准确地预测未来所面临的严峻形势，积极做出解决方案。在不断地摸索与实践中，创新。如果我们能正确认识、预测和面临这些挑战，及时采取应对战略和策略，大力加强制造科技及其产品的原始创新和自主创新，中国就可成为制造强国，中国高端品牌产品将可与美日欧并驾齐驱，中国制造业将立于世界之林。
关键词：机械工程、现状、科研进展、科技领域
中图分类号： TU6 文献标识码： A 文章编号：
一、机械工程学科的定义和范围
机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，包括机械学和制造科学两大领域。
制造科学是研究制造过程及其系统的科学。它涵盖产品设计、成形制造( 铸造成形、塑性成形、连接成形、模具制造、表面工程等) 、加工制造( 超精密加工、高效加工、非传统加工、复杂曲面加工、测量及仪器、装备设计及制造、表面功能结构制造、微纳制造、仿生和生物制造) 和制造系统运作管理等科学[3]。
二、我国机械工程研究进展综述
机械工程研究是先进制造技术的不竭源泉。推动我国制造业自主发展的主要驱动力是先进制造技术，航天和国防先进装备几乎完全立足于自主创新技术。在航空、车辆、家电、微电子、轻工业、石化、工程机械等制造业，自主创新的技术和自主品牌也越来越多。在国家自然科学基金等的资助下，机械工程研究近年来取得了一系列突出进展和原创性成果，为我国机械工程和经济建设提供了大批新理论、新技术和新方法，在国内外产生了重要影响，有的领域已在国际学术界占有一席之地。
2.1 机械动力学领域
非线性动力学、复杂机电系统的故障预示和智能维护是机械动力学的前沿研究领域。 陈予恕等在高维非线性系统的分叉研究中，提出了约束分叉理论、时变产生系统的安全域侵蚀理论、非线性转子系统的稳定性量化分析方法，提出了转子系统非线性故障诊断的系列方法和技术，解决了国内十几个发电机组的振动疑难问题。
2.2 机械传动学科领域
高速、高效、低能耗、低污染、高智能、微型化是近年来机械传动和控制研究的前沿。超声电机是基于压电效应和超声振动的一种新型微电机，它突破了传统电磁效应电机原理，具有力矩重量比大、结构简单、响应快、噪声低等优点。其研究涉及振动学、摩擦学、材料学、电子学、控制和超精密加工多个学科领域。
2.3先进电子制造领域
21世纪初，钟掘等从战略高度提出了“极端制造”的理念和优先领域。先进电子制造是本世纪初我国机械工程科学家面向国家重大战略需求，第一次规模性地将研究触角伸向一个并不熟悉的多学科交叉领域。以丁汉、雒建斌为首的项目组围绕硬盘驱动器和超大规模集成电路制造中的关键科学问题开展了系统的基础理论和应用技术研究，提出了纳米量级划痕深度和长度可控的单颗磨粒磨削方法；建立了硅片自旋转磨削的砂輪临界切深模型和实现延性域磨削的工艺规范；揭示了计算机磁盘和磁头超精密抛光的工艺规律，提出了专用抛光液的制备原理；揭示了高加速度运动系统的宽频多模态复合运动特征，提出了高加速度、高精度、高可靠性精密驱动平台的设计理论与控制方法；阐明了超声键合界面原子快速扩散机理，发现了键合界面的“粘滑”运动特性，提出了变参数加载工艺。
2.4数字制造领域
数字制造是制造学科与信息学科交叉的产物，是制造技术现代化最重要的体现。现在数字制造已成为信息化制造的代名词，已经广泛深入到机械系统和制造过程中。
2.5机械测量学科领域
大尺寸和微纳尺寸测量、极端环境条件下的测量、纳米计量、无线网络测量和智能数字化测量是近年来测量领域的主要发展方向。
仪器校准和量值传递是保证精度的最重要基础，叶声华等发明了空间大尺寸测量的现场校准方法和装置。利用多种靶标特殊几何结构和自身基准尺寸，以及在测量空间内不同位置的量值传递关系作为约束条件，建立了全新的现场校准方法和装置，能够在大范围空间进行高分辨率测微仪现场校准；提出了共光路自适应系统，测量结果稳定性好；在上述基础上，提出了基于机器人的柔性视觉现场误差测量技术，已经用于飞机和汽车车身的高精度制造误差测量。
2.6加工制造学科领域
加工制造学科近年来的发展趋势主要是高效、高精度、低成本、少无污染以及柔性数字智能自动化。郭东明、贾振元、康仁科等提出了硬脆材料复杂曲面天线罩精密制造技术与装备。针对天线罩电性能的特殊要求，建立了天线罩综合电性能误差与几何参数补偿量关系的理论模型。提出了一次安装、自动定心、真空夹紧、精密测量、数据处理、逐点可控、加工一体化的精密修磨技术、专用数控系统和数字化修磨装备，实现了任意点、环、带区域按要求去除量逐点可控数字化微米级精度修磨，解决了国防工程中的一项重大科技难题。
三、机械工程科学发展总趋势
在机械工程科学方面，虽然已经取得了瞩目的创新及进展，但必须清醒地认识到，我国机械工程科学总体上还处于落后状态。
主要体现在：中国机械工程的理论、方法和技术对中国制造业的自主创新和发展的贡献不显著；所提出的机械领域的新概念、新理论不多；有重要国际影响的机械工程理论、方法和技术不多；国际机械领域学术界有较大影响的中国学者很少。总体上中国机械工程学术领域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的地位。
未来机械工程学科的发展将主要受到两方面的制约和推动，一个是制造业的创新发展，另一个是学科的演变进步。
四、机械学发展展望
机构学是机械工程学科中最有代表性的学科之一。机构学研究一方面应注重机构学基础理论研究，以使我国在国际机构学界保持优势地位，另一方面应注重与制造和控制的学科交叉，在设计理论和关键技术两个方面同时取得突破，以开发出性能优良新机构和新装备。航空航天器、机器人机构、纺织机械、工程机械、微纳机构、仿生机构等工程中存在大量机构问题，机构学大有用武之地。
五、结束语
从现状分析到展望未来，这是一个复杂的过程，需要一定的时间来实现发展目标。在机械工程领域我国虽然已经取得一定的成果，可是要达到国际化还有很大的一段距离，所以我们必须坚持不断自主创新、坚持不懈的努力，制定科学的、合理的发展战略计划。在继续保持现有技术的基础上，总结经验作出合理的判断，开发新技术工程，建立健全的机械工程制造体系。
关键词：机械工程、现状、科研进展、科技领域
中图分类号： TU6 文献标识码： A 文章编号：
一、机械工程学科的定义和范围
机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，包括机械学和制造科学两大领域。
制造科学是研究制造过程及其系统的科学。它涵盖产品设计、成形制造( 铸造成形、塑性成形、连接成形、模具制造、表面工程等) 、加工制造( 超精密加工、高效加工、非传统加工、复杂曲面加工、测量及仪器、装备设计及制造、表面功能结构制造、微纳制造、仿生和生物制造) 和制造系统运作管理等科学[3]。
二、我国机械工程研究进展综述
机械工程研究是先进制造技术的不竭源泉。推动我国制造业自主发展的主要驱动力是先进制造技术，航天和国防先进装备几乎完全立足于自主创新技术。在航空、车辆、家电、微电子、轻工业、石化、工程机械等制造业，自主创新的技术和自主品牌也越来越多。在国家自然科学基金等的资助下，机械工程研究近年来取得了一系列突出进展和原创性成果，为我国机械工程和经济建设提供了大批新理论、新技术和新方法，在国内外产生了重要影响，有的领域已在国际学术界占有一席之地。
2.1 机械动力学领域
非线性动力学、复杂机电系统的故障预示和智能维护是机械动力学的前沿研究领域。 陈予恕等在高维非线性系统的分叉研究中，提出了约束分叉理论、时变产生系统的安全域侵蚀理论、非线性转子系统的稳定性量化分析方法，提出了转子系统非线性故障诊断的系列方法和技术，解决了国内十几个发电机组的振动疑难问题。
2.2 机械传动学科领域
高速、高效、低能耗、低污染、高智能、微型化是近年来机械传动和控制研究的前沿。超声电机是基于压电效应和超声振动的一种新型微电机，它突破了传统电磁效应电机原理，具有力矩重量比大、结构简单、响应快、噪声低等优点。其研究涉及振动学、摩擦学、材料学、电子学、控制和超精密加工多个学科领域。
2.3先进电子制造领域
21世纪初，钟掘等从战略高度提出了“极端制造”的理念和优先领域。先进电子制造是本世纪初我国机械工程科学家面向国家重大战略需求，第一次规模性地将研究触角伸向一个并不熟悉的多学科交叉领域。以丁汉、雒建斌为首的项目组围绕硬盘驱动器和超大规模集成电路制造中的关键科学问题开展了系统的基础理论和应用技术研究，提出了纳米量级划痕深度和长度可控的单颗磨粒磨削方法；建立了硅片自旋转磨削的砂輪临界切深模型和实现延性域磨削的工艺规范；揭示了计算机磁盘和磁头超精密抛光的工艺规律，提出了专用抛光液的制备原理；揭示了高加速度运动系统的宽频多模态复合运动特征，提出了高加速度、高精度、高可靠性精密驱动平台的设计理论与控制方法；阐明了超声键合界面原子快速扩散机理，发现了键合界面的“粘滑”运动特性，提出了变参数加载工艺。
2.4数字制造领域
数字制造是制造学科与信息学科交叉的产物，是制造技术现代化最重要的体现。现在数字制造已成为信息化制造的代名词，已经广泛深入到机械系统和制造过程中。
2.5机械测量学科领域
大尺寸和微纳尺寸测量、极端环境条件下的测量、纳米计量、无线网络测量和智能数字化测量是近年来测量领域的主要发展方向。
仪器校准和量值传递是保证精度的最重要基础，叶声华等发明了空间大尺寸测量的现场校准方法和装置。利用多种靶标特殊几何结构和自身基准尺寸，以及在测量空间内不同位置的量值传递关系作为约束条件，建立了全新的现场校准方法和装置，能够在大范围空间进行高分辨率测微仪现场校准；提出了共光路自适应系统，测量结果稳定性好；在上述基础上，提出了基于机器人的柔性视觉现场误差测量技术，已经用于飞机和汽车车身的高精度制造误差测量。
2.6加工制造学科领域
加工制造学科近年来的发展趋势主要是高效、高精度、低成本、少无污染以及柔性数字智能自动化。郭东明、贾振元、康仁科等提出了硬脆材料复杂曲面天线罩精密制造技术与装备。针对天线罩电性能的特殊要求，建立了天线罩综合电性能误差与几何参数补偿量关系的理论模型。提出了一次安装、自动定心、真空夹紧、精密测量、数据处理、逐点可控、加工一体化的精密修磨技术、专用数控系统和数字化修磨装备，实现了任意点、环、带区域按要求去除量逐点可控数字化微米级精度修磨，解决了国防工程中的一项重大科技难题。
三、机械工程科学发展总趋势
在机械工程科学方面，虽然已经取得了瞩目的创新及进展，但必须清醒地认识到，我国机械工程科学总体上还处于落后状态。
主要体现在：中国机械工程的理论、方法和技术对中国制造业的自主创新和发展的贡献不显著；所提出的机械领域的新概念、新理论不多；有重要国际影响的机械工程理论、方法和技术不多；国际机械领域学术界有较大影响的中国学者很少。总体上中国机械工程学术领域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的地位。
未来机械工程学科的发展将主要受到两方面的制约和推动，一个是制造业的创新发展，另一个是学科的演变进步。
四、机械学发展展望
机构学是机械工程学科中最有代表性的学科之一。机构学研究一方面应注重机构学基础理论研究，以使我国在国际机构学界保持优势地位，另一方面应注重与制造和控制的学科交叉，在设计理论和关键技术两个方面同时取得突破，以开发出性能优良新机构和新装备。航空航天器、机器人机构、纺织机械、工程机械、微纳机构、仿生机构等工程中存在大量机构问题，机构学大有用武之地。
五、结束语
从现状分析到展望未来，这是一个复杂的过程，需要一定的时间来实现发展目标。在机械工程领域我国虽然已经取得一定的成果，可是要达到国际化还有很大的一段距离，所以我们必须坚持不断自主创新、坚持不懈的努力，制定科学的、合理的发展战略计划。在继续保持现有技术的基础上，总结经验作出合理的判断，开发新技术工程，建立健全的机械工程制造体系。