機械工程科學前沿和優(yōu)先領域的初步構想

張明棟+楊軻楠+楊亞旭

摘要：我國是世界上的制造大國，制造業(yè)的發(fā)展關系到中國的發(fā)展，當前，中國正處在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的關鍵階段，對機械工程科學的技術性和創(chuàng)新性要求也更加嚴格，機械工程是一項實踐性很強的綜合類學科，它在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中起著非常重要的作用。機械工程學科主要是對于機械產(chǎn)品和機械系統(tǒng)的制造和設計的方法、技術以及理論的學科，涉及制造科學和機械學兩方面[1]。本文主要論述了我國機械工程科學的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了機械工程科學的基本特征、前沿動態(tài)以及機械工程學優(yōu)先領域的初步構想，期望為機械工程科學的未來發(fā)展提供借鑒。

關鍵詞：機械工程；初步構想；優(yōu)先領域；前沿動態(tài)

隨著科技的發(fā)展和社會的進步，再加上國家對機械工程科學的重視，近年來，我國的機械工程學科研究取得了可喜的成就，為社會發(fā)展提供了許多新技術、新思想，為一些問題難題的有效解決提供了新方法，提高了我國的經(jīng)濟效益和社會效益，同時也提高了我國的國際地位和國際影響力[2]。但與許多發(fā)達國家相比，我國的機械工程科學發(fā)展水平還相對較低，國家要加快機械工程科學研究的步伐，爭取早日趕上世界先進國家的研究水平。

一、我國機械工程科學發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國機械工程科學取得了較快的發(fā)展，在學術研究、科技創(chuàng)新和工程醫(yī)用等方面成果顯著。

首先，從學術研究的角度看，我國的機械工程科學自新中國成立之后發(fā)展到現(xiàn)在，理論研究與世界先進水平相比，差距不大，主要研究方向涉及電接觸可靠性、空間并聯(lián)機構、機床震顫非線性、彈性流體潤滑等方面。

其次，從科技創(chuàng)新的角度看，隨著機械工程與電子信息科學、管理科學等學科的交叉融合發(fā)展，機械工程科學也不斷創(chuàng)新，在國際上產(chǎn)生了相當?shù)挠绊懥?，受到許多國家的認可，例如微機化現(xiàn)場動平衡儀、超精密加工表面微觀形貌在位檢測儀、高溫密柵云紋法、磁盤精密沙袋研拋機理等[3]。

再次，從工程醫(yī)用的角度看，機械工程科學在鍛壓設備數(shù)控技術、光纖干涉絕對測量、飛機安全可靠性研究等方向成就突出。這些技術的研究發(fā)明，不僅讓我國許多科學家獲得諾貝爾獎，增加了我國的國際聲譽，而且對發(fā)展生產(chǎn)力、促進國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及提升人民的生活水平起著非常重要的作用。

此外，機械工程科學在其他領域也取得了可喜的成就，其發(fā)展前景廣闊。

二、現(xiàn)代工程科學前沿的初步探討

（一）機械工程科學的特征

機械工程科學與一般的基礎科學相比，有其自身的獨特性。第一，機械工程科學的實踐性很強，通過研究做出的成品都會投入到實際應用中去，應用價值很高；第二，它囊括了應用中的技術問題，對于一些尚未解決的工程技術問題，通過機械工程科學的研究找到解決的方法，這樣不僅能造福人類社會，還能促進經(jīng)濟的發(fā)展，此外，通過對理論方法的深入研究，能夠進一步豐富學科內(nèi)涵；第三，機械工程科學的技術成果具有市場競爭力，機械工程科學從來不是無目的的研究，它的研究帶有一定的針對性和適用性，所以研究方向很明確，這樣就引領科技不斷向前發(fā)展。

（二）機械工程科學的重要前沿

當前科學界的發(fā)展呈現(xiàn)一派繁榮的景象，許多像生命科學、信息科學、制造學這樣的主流學科通過互相交融發(fā)展成新的交叉學科，有制造信息學、仿生制造和仿生機械學等門類，面對紛繁復雜的學科種類，要擦亮雙眼，明確什么可以做，什么不可以做，將研究的重點放在交叉學科領域，確保資源的合理有效利用。

（三）機械工程科學某些領域的前沿動態(tài)

從近年來機械工程學科的發(fā)展狀況看，機械工程學科中還存在許多問題。主要問題是很多人還在進行重復研究，交叉學科的出現(xiàn)增加了人們對研究方向和研究內(nèi)容的盲目性，致使研究成效不佳，研究資源未被有效利用，這在并聯(lián)軸機床研究、虛擬制造、動力學等領域有所體現(xiàn)。

當前中國的機械工程學科研究水平與世界其他國家相比，還存在很大差距，所以，在眾多的研究領域面前，中國更要分清主次，將重點放在關鍵領域的研究上，抓住機遇，優(yōu)先發(fā)展關鍵領域，爭取早日趕上世界先進發(fā)展水平，這樣不僅能夠減少人力、物力、財力的損失，還能提高研究成效，促進我國科學技術的發(fā)展[3]。國家在確定優(yōu)先領域的資助方向時，既要要從宏觀角度出發(fā)，充分把控各方面要素，也要充分考慮研究領域的應用性、先導性、交叉性。

三、機械工程科學優(yōu)先領域的構想

（一）機械工程科學優(yōu)先資助領域的設想

未來科學的發(fā)展方向與優(yōu)先資助領域的學科前沿密不可分，未來科學的發(fā)展方向往往通過優(yōu)先資助領域的學科前沿來體現(xiàn)，優(yōu)先資助領域還會對我國經(jīng)濟社會、科學技術的發(fā)展產(chǎn)生重要影響，經(jīng)過多年科研工作的實踐，我國已經(jīng)有一定的經(jīng)驗優(yōu)勢，科學研究成果顯著，在國際上也有一定的影響力。但是我國在許多領域還存在不足，例如納米技術和亞微米技術的應用還處在初級階段；除此之外，在超高速切削、磨削以及難加工材料（如工程陶瓷）的加工技術和理論方面，我國也落后與國際研究的先進水準，而這些領域包括：（1）跨世紀制造系統(tǒng)與制造單元；（2）機械系統(tǒng)、產(chǎn)品性能及其設計理論與方法。只有對這些設想的優(yōu)先資助領域足夠的重視，才能真正意義上取得學術上的創(chuàng)新和應用技術的成果。

（二）優(yōu)先領域的初步構想

機械學科“九五”期間資助實施了2個重大項目、20個重點項目。這些項目大致可分為前沿性與工程應用性基礎研究兩大類。這20個重點項目基本上代表了機械工程科學的資助方向，體現(xiàn)了機械學科的前瞻性、先導性、交叉性、基礎性和應用性。優(yōu)先領域應當選擇有優(yōu)勢和特色的學科前沿；選擇國民經(jīng)濟和機械工程中的重要關鍵科學問題，現(xiàn)代的項目研究已經(jīng)看出發(fā)展苗頭或者已經(jīng)聚集了力量和基礎的前沿新領域，也可作為優(yōu)先領域立項[4]。

四、結語

綜上所述，機械工程學科的設置主要是解決在機械加工制造中出現(xiàn)的問題，所以它的構建有很強的實踐性，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，機械工程在學科研究的內(nèi)容、方向以及知識結構方面取得了較大的成就，目前我國的機械工程學科正在轉變?yōu)橐粋€動態(tài)的發(fā)展概念，機械工程學將有更好的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]楊帥，焦禹萃.機械工程學科的研究現(xiàn)狀及進展[J].科技資訊，2014，（28）.

[2]雷源忠.我國機械工程研究進展與展望[J].機械工程學報，2009，45（5）.

[3]賀正邦.機械工程科學前沿和優(yōu)先領域的初步構想[J].工業(yè)技術，2014，（14）.

[4]吳永久.機械工程科學前沿和優(yōu)先領域的初步構想[J].山東工業(yè)技術，2013，（8）.endprint