機械工程學科現狀及發展趨勢演示文稿當前1頁，總共41頁。優選機械工程學科現狀及發展趨勢當前2頁，總共41頁。報告內容3機械工程學科的現狀德國工業4.0中國制造2025合格機械工程師應具備的知識體系當前3頁，總共41頁。4機械工程學科的現狀德國工業4.0中國制造2025合格機械工程師應具備的知識體系當前4頁，總共41頁。機械工程學科的現狀學科內涵機械工程學科是研究機械系統和產品的性能、設計及制造的理論、方法和技術的科學，包括機械學和制造學兩大領域。5

機械學是研究機械結構和系統性能及其設計理論與方法的科學，包括制造過程及機械系統所涉及的機構學、傳動學、動力學、強度學、摩擦學、設計學、仿生機械學、微納機械學及界面機械學等。當前5頁，總共41頁。機械工程學科的現狀學科內涵機械工程學科是研究機械系統和產品的性能、設計及制造的理論、方法和技術的科學，包括機械學和制造學兩大領域。6制造科學是研究制造過程及其系統的科學。涵蓋產品設計、成形制造(鑄造成形、塑性成形、連接成形、磨具制造、表面工程等)、加工制造(超精密加工、高效加工、非傳統加工、復雜曲面加工、測量及儀器、裝備設計及制造、表面功能結構制造、微納制造、仿生和生物制造)和制造系統運作管理等。當前6頁，總共41頁。近年來，機械工程基礎研究領域取得了一系列突出進展和原創性成果，為我國機械工程和經濟建設提供了大批新理論、新技術和新方法，在國內外產生了重要影響，某些領域已在國際學術界占有一席之地。機械工程學科的現狀基礎研究現狀溫詩鑄等提出了薄膜潤滑概念，發明了納米薄膜測量技術。

黃真提出少了自由度并聯機構綜合的普適性方法和通用自由度計算公式。

彭東林發明了時柵位移傳感器及其測試系統，是精密測量領域少見的原創成果。

華林提出了環件軋制咬入孔型、塑性鍛透和剛性穩定力學模型。7當前7頁，總共41頁。雖然我國科技工作者已經取得了大量成果，但機械工程學科在國際上總體還處于落后地位。未來制造業的發展總趨勢：全球化、信息化、綠色化、知識化和極端化；制造技術的發展總趨勢：基于資源節約和環境保護基礎上的數字網絡化、高效精確化、智能集成化及制造極端化。機械工程學科的現狀基礎研究現狀8當前8頁，總共41頁。許多高新技術尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主設計制造，缺乏自主創新能力。是制造大國，不是制造強國發電設備、機床、汽車、電子制造等產品產量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業能躋身世界500強關鍵裝備大多依賴進口光電子制造設備的100%IC制造裝備的85%高檔數控機床的70%基礎研究相對薄弱，創新性缺失，原創性的技術和成果缺乏，企業的核心競爭力不足機械工程學科的現狀制造工業現狀9當前9頁，總共41頁。經濟快速持續增長，但資源、環境壓力增大經濟的快速持續增長對能源資源的需求明顯加大，而我國人均資源不足。另外，粗放型的經濟增長方式造成能源資源消耗過多，環境污染嚴重，主要污染物排放量已超過環境承載能力。機械工程學科的現狀國情及背景10當前10頁，總共41頁。國際貿易快速增長，但貿易結構和增長方式亟待優化當前我國貿易仍以數量增長為主，走的是規模擴張之路，出口產品主要是勞動密集、低附加值產品，付出的資源、環境代價過大，難以為繼。因經濟增長過渡依賴出口，造成人民幣流動性過大，增加了升值壓力，且不斷面臨貿易摩擦。機械工程學科的現狀國情及背景11當前11頁，總共41頁。把握發展趨勢未來機械工程技術發展的五大趨勢：綠色、智能、超常、融合、服務中國機械工程學會，在路甬祥理事長的倡導下，于2010年9月啟動，組織包括19位兩院院士在內的100多位專家，歷時一年多，編寫了《中國機械工程技術路線圖》我國裝備制造業的發展，要緊緊扣住這五大趨勢。12當前12頁，總共41頁。學科基本體系及各領域之間的關系13當前13頁，總共41頁。14機械工程學科的現狀德國工業4.0中國制造2025合格機械工程師應具備的知識體系當前14頁，總共41頁。漢諾威工業博覽會《德國工業4.0戰略計劃實施建議》工業4.0（Industrie4.0）起源旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新，提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中占領先機。“物聯網和制造業服務化宣告著第四次工業革命的到來”15當前15頁，總共41頁。工業4.0（Industrie4.0）社會背景16當前16頁，總共41頁。工業4.0（Industrie4.0）從蒸汽革命到工業4.017當前17頁，總共41頁。工業4.0（Industrie4.0）從蒸汽革命到工業4.0工業1.0工業2.0工業3.018當前18頁，總共41頁。19工業4.0（Industrie4.0）從蒸汽革命到工業4.0當前19頁，總共41頁。20工業4.0（Industrie4.0）工業3.0與工業4.0當前20頁，總共41頁。21工業4.0（Industrie4.0）大規模生產與大規模定制當前21頁，總共41頁。“工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。兩大主題：“智慧工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。三個設想：“產品”，集成有動態數字存儲器、感知和通信能力，承載在其整個供應鏈和生命周期中所需的各種必需信息；“設施”，由整個生產價值鏈所集成，可實現自組織；“管理”，能夠根據當前的狀況靈活決定生產過程。工業4.0（Industrie4.0）兩大主題，三個設想22當前22頁，總共41頁。工業4.0（Industrie4.0）兩個重要內涵23當前23頁，總共41頁。德國學術界和產業界認為，“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統—信息物理系統（Cyber-PhysicalSystem)相結合的手段，將制造業向智能化轉型。面向智慧工廠的室內精確定位工業4.0（Industrie4.0）智慧工廠的車間——基于無線、RFID、傳感器和服務的架構從智慧工廠到智能生產24當前24頁，總共41頁。25工業4.0（Industrie4.0）工業4.0帶來的改變以“智能制造”為主導的新工業革命當前25頁，總共41頁。26機械工程學科的現狀德國工業4.0中國制造2025合格機械工程師應具備的知識體系當前26頁，總共41頁。27中國制造2025全球制造業格局面臨重大調整。我國制造業轉型升級、創新發展迎來重大機遇，必須放眼全球，加緊戰略部署，著眼建設制造強國，固本培元，化挑戰為機遇，搶占制造業新一輪競爭制高點。（德國“工業4.0”計劃、美國“再工業化”戰略…）我國經濟發展環境發生重大變化。經濟發展進入新常態，制造業發展面臨新挑戰；形成經濟增長新動力，塑造國際競爭新優勢，重點在制造業，難點在制造業，出路也在制造業。建設制造強國任務艱巨而緊迫。我國仍處于工業化進程中，與先進國家相比還有較大差距。制造業大而不強，自主創新能力弱，關鍵核心技術與高端裝備對外依存度高，以企業為主體的制造業創新體系不完善；產品檔次不高，缺乏世界知名品牌；資源能源利用效率低，環境污染問題較為突出；產業結構不合理，高端裝備制造業和生產性服務業發展滯后；信息化水平不高，與工業化融合深度不夠；產業國際化程度不高，企業全球化經營能力不足。推進制造強國建設，必須著力解決以上問題。發展形勢和環境當前27頁，總共41頁。28中國制造20255月19日，經李克強總理簽批，國務院印發《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略。這是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。實現中國制造向中國創造的轉變，中國速度向中國質量的轉變，中國產品向中國品牌的轉變，完成中國制造由大變強的戰略任務。當前28頁，總共41頁。29中國制造2025“到2020年，制造業重點領域智能化水平顯著提升，試點示范項目運營成本降低30%，產品生產周期縮短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造業重點領域全面實現智能化，試點示范項目運營成本降低50%，產品生產周期縮短50%，不良品率降低50%。”“到2020年，上述領域實現自主研制及應用。到2025年，自主知識產權高端裝備市場占有率大幅提升，核心技術對外依存度明顯下降，基礎配套能力顯著增強，重要領域裝備達到國際領先水平。”五項重大工程、十大重點領域當前29頁，總共41頁。30中國制造2025中國工程院圍繞《中國制造2025》確定的十大重點領域未來十年的發展趨勢、發展重點和目標等進行了研究，提出了十大重點領域創新的方向和路徑，并將其匯編成冊，稱為《<中國制造2025>重點領域技術路線圖(2015年版)》。涵蓋新一代信息技術產業、節能與新能源汽車等10大重點領域、23個重點方向，是貫徹落實《中國制造2025》的一項重要舉措。《<中國制造2025>重點領域技術路線圖》當前30頁，總共41頁。31中國制造2025制造業創新的內涵包括3個層次：產品創新、制造技術創新、產業模式創新。“在這三個層次中，數字化網絡化智能化是制造業創新的重要途徑。”智能制造——制造業數字化網絡化智能化，應被放在“中國制造2025”的核心位置。智能制造是“中國制造2025”的主攻方向。——中國工程院院長周濟，2015智能制造國際會議主攻方向：智能制造當前31頁，總共41頁。32中國制造2025“機器人革命”有望成為“第三次工業革命”的一個切入點和重要增長點，將影響全球制造業格局，而且我國將成為全球最大的機器人市場。3D打印、人工智能迅猛發展，制造機器人的軟硬件技術日趨成熟，成本不斷降低，性能不斷提升，軍用無人機、自動駕駛汽車、家政服務機器人已經成為現實。國際上有輿論認為，機器人是“制造業皇冠頂端的明珠”，其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。——習近平總書記在中國科學院第十七次院士大會、中國工程院第十二次院士大會上的講話機器人：“制造業皇冠頂端的明珠”當前32頁，總共41頁。33中國制造20252015年世界機器人大會：“協同、融合、共贏，引領智能社會”以機器人科技為代表的智能產業蓬勃興起，成為現時代科技創新的一個重要標志。2015年11月23日當前33頁，總共41頁。34中國制造2025機器人是智能社會的一個重要切入點，正在改變人類的生產方式和生活方式。“發展機器人已成為世界共識”，美國再工業化和工業互聯網戰略、德國工業4.0戰略、日本機器人新戰略、歐洲火花計劃、韓國機器人強國戰略、新工業法國、中國制造2025戰略，全部將發展重點瞄向機器人。機器人將對全球科技創新和產業格局帶來重大的影響。——全國政協副主席、中國科協主席韓啟德中國是工業機器人最大消費國：亞洲目前已成為工業機器人使用量最大的地區，占世界范圍內機器人使用的50%，接下來是美洲，其次是歐洲。中國是應用機器人最高的國家，2014年23萬個機器人當中56%的機器人是中國在使用，其次是日本、美國、韓國。——國際機器人聯盟主席ArturoBaroncelli，“全球機器人調研征服世界的機器人”面對老齡化和信息通訊技術帶來的社會變革，日本政府最近啟動了新的戰略，要