大学生的机械史与机械专业学科概论
教材几章的要点
1.机械工程学科的现状与发展趋势
2.数字化设计技术导论
3.数控技术及其应用
4.现代（先进）制造技术
5.机器人及其应用
6.现代制造系统及其应用
7.精密测量与精微机械
8.学生的能力结构与机械工程教育知识体系
机械发展史
工业1.0是机械制造时代，工业2.0是电气化与自动化时代，工业3.0是电子信息化时代。“工业4.0”描绘了一个通过人、设备与产品的实时联通与有效沟通，构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。
中国制造业“大而不强”，传统制造业比重较大，且多处于工业2.0和工业3.0阶段。过去，由于中国具有低成本竞争优势，这些问题被部分掩盖，但随着中国“高成本时代”的悄然到来，传统制造业的低成本竞争优势逐渐丧失，出台工业4.0发展战略规划迫在眉睫。（2015.2）
从工业1.0到工业4.0
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。
德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem
简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。
那工业1.0到工业4.0用历史发展的眼光来看，是一个什么样的路程呢？
实际上我们认为的工业1.0，工业2.0，工业3.0，工业4.0分别指的是第一次工业革命，第二次工业革命，第三次工业革命，第四次工业革命。
（1）工业1.0
时间：18世纪60年代至19时间中期（大概是1760年至1850年）。
特点：在工业1.0中，我们都知道，瓦特改良了蒸汽机，从而开创了以机器代替人工的工业浪潮。工业1.0使用的机器都是以蒸汽或者水力作为动力驱动，虽然效率并不高，但是因为首次用机器代替人工，因此具有非常重要的划时代的意义。
意义：工业1.0时开始使用机器代替手工，标志着人类不甘于将自身全部精力投入在手工上。这个阶段的机器制作粗糙，只能用蒸汽或者水力驱动，来完成一些有限的工作，但是以机器代替人类工作的工业思想开始成为工业发展的主流。
关键词：蒸汽和水力驱动，效率低，功能有限，机器首次代替手工。
（2）工业2.0
时间：19世纪70年代至20世纪初（大概是1870年到1900年）
特点：工业1.0中，使用蒸汽和水力的机器满足不了人类社会告诉发展的需求，新的能源动力和机器引导了第二次工业革命的发生。在工业2.0中，得益于内燃机和发电机的发明，电器得到了广泛的使用。此时的机器有着足够的动力，不再是慢悠悠的大家伙，汽车、轮船、飞机等交通工具得到了飞速发展，机器的功能也变得更加多样化。
意义：工业1.0的机械功能单一，驱动效率低，显然满足不了刚刚尝到工业革命甜头的人类。工业2.0的机器和动力相较于工业1.0，有着非常巨大的进步。并且，得益于电话机的发展，人类之间的通讯变得简单快捷，信息在人类之间的传播为第三次工业革命奠定了基础。
关键词：电力驱动，内燃机，飞机，电话信息交流，设备多样化。
（3）工业3.0
时间：二十世纪五十年代至今（大概是1950年到今天）
特点：工业3.0相对于工业2.0发生了更加巨大的变化。第三次工业革命不再局限于简单机械，原子能、航天技术、电子计算机、人工材料、遗传工程等具有高度科技含量的产品和技术得到了日益精进的发展。
意义：在工业3.0中，以互联网为信息技术的发展和应用几乎把地球上的每个人都联系了起来。工业中的生产出现了各种各样的机器人，以往那些高危、复杂、枯燥的工序都可以使用机器人代替，并且得到更大的经济效益。人类在这个时代的“野心”不再局限于放眼所及的地球，而是星辰大海，并且在航天技术的高速发展下得到了实现。
关键词：高新技术，机器人，自动化控制普及。
（4）工业4.0
时间：工业4.0的时间比较模糊，2010年7月，德国政府通过了《高技术战略2020》，把工业确定为十大未来项目之一，到今日，工业4.0的成就并没有覆盖工业3.0的规模。小编认为，我们现如今应处于工业3.0到工业4.0的的过渡期。
特点：在《高技术战略2020》中，德国政府希望在未来10-15年的时间里，最大程度地实现生产的自动化。物联网技术和大数据在工业4.0中承担核心技术支持，越来越多的机器人会代替人工，甚至是完全替代，实现“无人工厂”。
意义：工业4.0旨在将一切的人、事、物都连接起来，形成“万物互联”。在这张“大网”里，人类不喜欢的工作可以由具有具有学习能力的机器人和人工智能自动完成，不需要人类指导。虽然工业4.0对人工的解放做到了极致，但是有关于高度智能的机器人在具有“思维”后会对人类产生不利企图的担忧也随之而来
关键词：物联网，大数据，无人工厂，高度智能。
工业1.0是机械制造时代，即18世纪引入的机械设备制造时代；时间大概是18世纪60年代至19世纪中期。
就是通过水力和蒸汽机实现工厂机械化。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到以工业、机械制造带动经济发展的新模式。那时的机械设备还没有电气自动化控制的概念。
工业2.0是电气化与自动化时代，即20世纪初的电气化与自动化时代；时间大概是19世纪后半期至20世纪初。
也就是在劳动分工基础上采用电力驱动产品的大规模生产；因为有了电力，所以才进入了由继电器、电气自动化控制机械设备生产的年代。这次的工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的高效新模式。
工业3.0是电子信息化时代，即20世纪70年代开始并一直延续至现在的信息化时代。
在升级工业2.0的基础上，广泛应用电子与信息技术，使制造过程自动化控制程度再进一步大幅度提高。生产效率、良品率、分工合作、机械设备寿命都得到了前所未有的提高。在此阶段，工厂大量采用由 PC、PLC/单片机等真正电子、信息技术自动化控制的机械设备进行生产。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”。
我国数控技术的发展及其现状
1.1 我国数控技术的发展历程
数控技术从诞生至今，前后经历了五个发展阶段。即电子管数控、晶体管数控、中小规模IC数控、小型计算机数控、微处理器数控。目前数控系统的发展进入了一个良性的发展模式，即主板以超大集成电路板为主，处理器以单片机或PLC为主，控制核心单元以PC机专业软件系统为主的发展模式。我国从1958年起，由一批科研院所、高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发，但当时收效甚微。改革开放后，我国数控技术逐步取得实质性的发展。通过引进国外技术，消化吸收和科技攻关，使得我国的数控技术有了质的飞跃，数控制造业进入了高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量尚不佳。“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用。目前国产数控系统主要为经济型(多采用单片机开发)。而我国高档数控市场的95％仍被国外公司占据。如日本的法拉克，德国的西门子等。
1.2 数控技术的特点
数控技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础。是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。数控技术把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新水平，使传统的制造业发生了极其深刻的变化。
数控加工技术不同于传统的加工技术，其主要特点为：
(1)能高质最地完成一般机床难以完成的复杂零件和曲面形状的加工；
（2)能方便地改变加工工艺参数(如切削用量)，因而利于换批加工和新产品的研制；
(3)可实现一次装夹工件完成多道工序加工，从而确保高质量的加工精度同时又减少了辅助时间；
(4)采用模块化标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化程度和工具的管理水平；
(5)便于实现计算机辅助制造。
随着计算机技术的发展和微处理器的采用，数控技术得到了飞速发展和广泛的应用。
1.3 我国数控技术的发展现状
我国的机械制造工业已具有一定的实力。机床工业高速发展，机床产品除满足国内建设需要外，还有部分产品远销国外。
（1）现已能生产小型仪表机床、重型机床。各种精密的、高度自动化的、高效率的机床，机床性能正在逐渐提高，有些机床性能已接近世界先进水平。
(2)目前生产的数控系统(以数控机床为主)大部分以PC机作为控制核心，使得我国生产的数控系统在硬件系统方面、软件系统方面都有不同程度的提升，增强了市场竞争力。
(3)目前已能生产100多种数控机床，并研制出六轴五联动的数控系统，可应用于更加复杂割面的加工。国产数控机床的分辨率已经提高到0.001mm。系统的可靠性也大大提升，这是
由于我国生产数控系统均采用模块化设计，且电路板中广泛采用超大规模集成电路，保证了系统的整体可靠性。我国机械制造工业已经取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比还有很大差距。大部分高精度机床的性能还不能满足要求，精度保持性差，特别是数控机床的产量、技术水平和质量保证等方面都明显落后，这主要是管理落后、专业化生产水平低，工艺落后也是主要因素。由于工艺水平落后，使产品研制出来后也不能迅速转变成商品，即使从国外引进的机电产品技术，也不能形成批量生产。目前，美围利用计算机数控技术已经成功实现了机械制造的“三个三”，即设计周期三个星期，试制周期三个月，无故障运行三年。为此，机械工业部门提出了“加强工艺管理、严格工艺纪律为突破口，提高工艺水平，推行全面质量管理，打一场提高产品质量的硬仗”作为工艺工作的指导方针。这是振兴我国机械工业的重大战略措施之一。
2 数控技术在机械制造中的应用
2.1 数控技术在煤矿机械中的应用
我国是一个煤炭大国，煤炭资源在我国的能源系统中占有举足轻重的地位。这就决定了我国的煤机企业的任务是为煤炭系统生产高质量、高可靠性的煤炭开采及保护装备。在激烈的市场竞争的条件下，如何谋生存、求发展，煤机行业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。企业设备数字化化程度高低(数控设备占主要设备拥有量比率)是代表工业化水平的标志，同时要组建符合厂情的生产模式，机床的配置上要根据被加工零件的图纸的复杂程度、精度、材质、数量和热处理等因素来选择机床。
根据煤矿机械的具体情况，不可能进行全面投资购置大量数控加工机床等设备，要充分利用好现有的各种型号的加工机床。采取普通机床加数控机床的生产模式，制定出加工精度等级，数控机床与普通机床最大的优势在于精加工精度高重复性好，加工质量稳定。精度要求低的在普通机床上加工，精加工要求高的在高精度的数控机床上加工。另一方面，煤机企业要针对目前企业主要装备是普通机床的现状，充分利用现有的设备资源，在普通旧机床基础上，按照要求，选择国产或进口数控系统，对旧机床实行数显、数控改造。通过数控化改造使之成为全新概念的数控机床，达到投入少，易操作，功能和精度较高并能满足要求，来实现整体机床数控化的提高，以适应日益复杂的制造过程。 2.2 数控技术在汽车工业中的应用
汽车工业近20年来发展尤为迅猛。在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
结语
PC机进入数控领域，极大的促进了数控技术的发展，也为我国在数控生产领域赶超发达国家提供了机遇。只有跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，在我国研究和发展数控制造技术势在必行。
（其实更为重要的是
我国数控机床行业还存在很大不足：（2016.6）
其一，精确度、稳定性、可靠性等差距。比如五轴联动数控机床国外产品连续1500小时没有故障，国产大约1000小时，相差1/3。
其二，机床的复合性能差距较大。目前市场上五轴联动加工中心多用于航天航空、核电等，
单台价格达四五百万元。五轴联动数控是欧洲控制的技术，是核心技术中的核心技术，欧洲严禁外泄。五轴必须保证不能用于军事，才能引进。沈阳机床、大连机床、齐重数控可以做三轴，五轴也可做，但性能与进口产品相比有一定差距。国内企业和航空航天等重要科研单位使用的高档机床基本全是进口。
其三，数控系统的差距。数控系统是数控机床的核心，德国西门子、利勃海尔和日本的马扎克、法拉克掌握着数控系统的最高水平，利勃海尔数控系统16个软件包的价格接近母机价格，软件和母机一起卖，不分开出售，软件利润非常高。目前国内机床企业使用的中高档机床的数控系统基本都是国外进口。
其四，其他关键配套件差距。大连机床副总裁姜怀胜表示，大连机床可以向国际先进水平追平95%，但剩下的5%不是一个企业甚至一个行业能够做到的，包括钢铁原料、标准件、螺钉、螺帽等，需要提升国家工业整体水平。此外，工艺、检测等环节目前也达不到世界先进水平。我国高端的数控技术与国外先进水平还有着很大的差距（当然在国家的高度重视下，经过
行业中无数精英的不懈奋斗，默默付出，取得了很大的进步与发展，如华中数控的云数控
方面已和国际处于同一先进水平甚至领先水平），我国数控机床行业方面因国外技术的垄断、封锁与恶意限制而受很大阻碍，受制于人，这深深刺痛着我国现代化工业与机械制造的发展，更对我国国防、军事提出了巨大而又及其严峻的挑战。因此我们下定决心要发展本国
独立自主产权的数控技术！）
智能制造
1.智能产品(Smart Product)
智能产品通常包括机械、电气和嵌入式软件，具有记忆、感知、计算和传输功能。典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机等，包括很多智能硬件产品。智能装备也是一种智能产品。企业应该思考如何在产品上加入智能化的单元，提升产品的附加值。比如在工程机械上添加传感器，可以对产品进行定位和关键零部件的状态监测，为实现智能服务打下基础。
2.智能服务(Smart Service)
基于传感器和物联网(IoT)，可以感知产品的状态，从而进行预防性维修维护，及时帮助客户更换备品备件，甚至可以通过了解产品运行的状态，帮助客户带来商业机会。还可以采集产品运营的大数据，辅助企业进行市场营销的决策。此外，企业通过开发面向客户服务的APP，也是一种智能服务的手段，可以针对企业购买的产品提供有针对性的服务，从而锁定用户，开展服务营销。全球PLM领导厂商之一，美国PTC公司斥巨资进军物联网和服务生命周期管理领域，成为智能服务领域的领军企业之一。而智能服务最著名的案例，莫过于美国GE公司将卖发动机转为卖飞行小时的服务。
3.智能装备(Smart Equipment)
制造装备经历了机械装备到数控装备，目前正在逐步发展为智能装备。智能装备具有检测功能，可以实现在机检测，从而补偿加工误差，提高加工精度，还可以对热变形进行补偿。以往一些精密装备对环境的要求很高，现在由于有了闭环的检测与补偿，可以降低对环境的要求。智能装备一个最基本的要求，就是要提供开放的数据接口，能够支持设备联网，国外叫做M2M(机器与机器互联)。三维打印机本质上是一种数控装备，还不是智能装备。
日本MAZAK的智能机床配备了针对加工热变位、切削震动、机床干涉、主轴监测、维护保养、工作台动态平衡性及语音导航等智能化功能，可以自行监控机床运转状态，并进行自主反馈，从而大幅度提高机床运行效率及安全性。典型的智能制造装备还融合了自动化上下料的装备，一些装备制造企业还提供专用的 CAM软件，例如HOMAG(豪迈)集团的木工加工中心。DMG MORI(德玛吉森精机)推出最新的复合加工中心LaserTec65已经融合了增材制造
和切削加工(减材制造)，可以通过激光堆焊的增材制造工艺快速制造毛坯。Trumpf(通快集团)的激光切割加工中心可以实现三维切割，多台激光加工中心可以共享激光源。这些都属于智能装备。对于工业机器人，如果是单纯按照固定指令执行喷涂、搬运、焊接等工艺的机器人，还不能称为智能装备。但是如果具有了机器视觉，能够准确识别工件，或者自主进行装配，自动避让工人等功能，甚至可以实现人机协作，就属于智能装备。例如，ABB推出的双臂机器人YUMI，就是智能型工业机器人的典范。随着复合材料的广泛应用，复合材料加工与装备的智能装备将具有广阔的市场需求。
华中科技大学李德群院士在成形模拟的基础上将工艺参数自动设置、自适应注射等智能技术应用到注射机上，提出了在线反演的注射速度平滑优化、工艺曲线的二级闭环控制等方法，成功开发出智能型注射机。其智能型注射机能耗低于我国及欧洲最高能耗标准，响应时间、位置精度等关键指标均达到国际先进水平，显著提高了注塑产品的重复精度、良品比例和生产自动化程度。李德群院士介绍，这种智能注射机内置了人工智能算法，具备机器学习能力，通过三次试验就可以准确找到最合适的注射参数，确保产品质量。这种设备已经不仅是Smart，而且具有了Intelligence。
4.智能产线(Smart Production line)
很多行业的企业高度依赖自动化生产线，比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等，实现自动化的加工、装配和检测，一些机械标准件生产也应用了自动化生产线，比如轴承。但是，装备制造企业目前还是以离散制造为主。很多企业的技术改造重点，就是建立自动化生产线、装配线和检测线。美国波音公司的飞机总装厂已建立了U型的脉动式总装线。自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线，柔性自动化生产线一般建立了缓冲。为了提高生产效率，工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。
目前，很多汽车整车厂已实现了混流生产，在一条装配线上可以同时装配多种车型。食品饮料行业的自动化生产线可以根据工艺配方调整DCS或PLC 系统来改变工艺路线，从而生产多种产品。汽车行业正在推行安灯系统，实现生产线的故障报警。汽车行业的总装线往往由多条组装线汇聚而成，比如车身、底盘的总装线汇集到一起，装配成最终的产品。在装配过程中，通过准时按序送货(Just In Sequence)的方式实现混流生产。目前，汽车、家电、轨道交通等行业的企业对生产和装配线进行自动化、智能化改造需求十分旺盛，很多企业在逐渐将关键工位和高污染工位改造为用机器人进行加工、装配或上下料。
目前，智能产线在我国制造企业的应用还处于起步阶段，但必然是发展的方向。智能产线的特点是：在生产和装配的过程中，能够通过传感器或RFID 自动进行数据采集，并通过电子看板显示实时的生产状态;能够通过机器视觉和多种传感器进行质量检测，自动剔除不合格品，并对采集的质量数据进行SPC分析，找出质量问题的成因;能够支持多种相似产品的混线生产和装配，灵活调整工艺，适应小批量、多品种的生产模式;具有柔性，如果生产线上有设备出现故障，能够调整到其他设备生产;针对人工操作的工位，能够给予智能的提示。实际上，我认为西门子成都电子工厂的总装线已经达到了智能产线的水平。
5.智能车间(Smart workshop)
一个车间通常有多条生产线，这些生产线要么生产相似零件或产品，要么有上下游的装配关系。要实现车间的智能化，需要对生产状况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析，进行高效排产和合理排班。因此，无论什么制造行业，制造执行系统(MES)成为企业的必然选择。
目前，中国的MES市场非常热门，国际大牌的自动化厂商西门子、罗克韦尔、GE、施耐德电气有MES软件平台，管理软件巨头SAP、 ORACLE、EPICOR提供MES软件，德国的MPDV、PSI，国内的浙大中控、和利时、易往、明基逐鹿、艾普工华、元工国际、兰光创新、广州
速威等厂商也非常活跃。此外，先进生产排程(APS)系统也已经进入了制造企业选型的视野，开始了初步实践，实现基于实际产能约束的排产，主流厂商有日本的 ASPROVA、德国的JobDISPO APS(兰光创新经销)，国内的永凯、安达发、易普优等，元工国际也提供了APS 解决方案。APS软件对设备产能、工时等基础数据的准确性要求非常高。
对于药品、食品等行业，国家有强制性的追溯要求，需要通过GMP等行业认证，因此推进MES更加紧迫。前文提到的数字化制造(DM)技术也是智能车间的支撑工具，可以帮助企业在建设新厂房时，根据设计的产能科学进行设备布局，提升物流效率，提高工人工作的舒适程度。
MES是一个车间级的综合管理系统，可以帮助企业显著提升设备利用率，提高产品质量，实现生产过程可追溯和上料防错，提高生产效率。需要强调指出的是，纯离散制造企业也可以应用MES系统，但是，MES系统的应用与企业的生产模式息息相关。如果纯离散的制造企业实施了MES之后，又改造为自动化或智能产线，那么MES系统可能会推到重来。因此，企业进行MES应用需要慎之又慎。智能车间必须建立有线或无线的工厂网络，能够实现生产指令的自动下达和设备与产线信息的自动采集。对于机械制造企业，可以通过DNC技术实现设备状态信息和加工代码的上传下达，目前已有成熟的产品，例如兰光创新、盖勒普和英迪致远等。另外，实现车间的无纸化，也是智能车间的重要标志，企业可以应用三维轻量化技术，将设计和工艺文档传递到工位。上海明匠智能公司开发了一个智能网关，可以将基于不同厂商通讯协议的生产现场数据转为OPC标准，解决了车间信息通讯的难题。元工国际联合亚控、航星、中科川思特和研华，推出了设备联网解决方案，一个平台可以联网PLC、CNC、机器人、仪表/传感器和工控/IT系统，统一组态监控和三维实况，并实现模拟生产。
有一项新兴技术可以将MES系统采集到的数据在虚拟的三维车间模型中实时地展现出来，不仅提供车间的VR(虚拟现实)环境，而且还可以显示设备的实际状态，实现虚实融合。西门子和PTC将这项技术作为Digital Twin的一个典型应用。德国PSI、武汉创景也拥有这类产品，天河软件帮助海尔胶州工厂实现了相关应用。此外，智能车间还有一个典型应用，就是视频监控系统不仅记录视频，还可以对车间的环境，人员行为进行监控、识别与报警。例如，有工人没有带安全帽，进入了不允许进入的区域，或者倒地，都可以自动报警。这方面，三星已经有了成功实践。此外，智能车间应当在温度、湿度、洁净度的控制和工业安全(包括工业自动化系统的安全、生产环境的安全和人员安全)等方面达到智能化水平。
6.智能工厂(Smart Factory)
一个工厂通常由多个车间组成，大型企业有多个工厂。前文已经提到了智能工厂与数字化工厂的区别，一个普遍的共识是，仅仅有自动化生产线和一大堆机器人，并不是智能工厂。作为智能工厂，不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，同时，产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。一个工厂的多个车间之间要实现信息共享、准时配送、协同作业。一些离散制造企业也建立了类似流程制造企业那样的生产指挥中心，对整个工厂进行指挥和调度，及时发现和解决突发问题，这也是智能工厂的重要标志。智能工厂必须依赖无缝集成的信息系统支撑，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和 MES五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用ERP系统制定多个车间的生产计划(Production planning)，并由MES系统根据各个车间的生产计划进行详细排产(production scheduling)，MES排产的粒度是天、小时，甚至分钟。MES是一个企业级的实时信息系统，MES的选型绝不允许各个车间或分厂各自为政。
三星开展了移动工厂(Mobile plant)的实践，工人可以通过智能手机查询工单，可以开视频会议，维修人员碰到疑难问题，可以通过手机视频寻求专家解答，还给智能手机配备了RFID 和条码扫描的接口，这也是一个智能工厂的创新实践。还有一些企业实现了刀具管理的智能化，通过在刀柄上植入RFID芯片，对刀具的全生命周期进行管理，从而提高刀具的
使用寿命。智能工厂还应当重视利用智能的检测仪器，检测结果直接进入信息系统，无需人工干预。而展望未来，AR(Augmented Reality，增强现实)技术也将在智能工厂大显身手。工人带上AR眼镜，就可以“看到”需要操作的工作位置，例如，需要拧紧螺栓的地方，拧紧力矩 OK，也会有相应提示，从而提高作业人员的工作效率。
最近，美国GE公司宣布将工业互联网平台Predix开放。我理解，Predix实际上就是智能工厂的一个集成化的开发平台，GE力图抢占“工业操作系统”的阵地，成为智能工厂领域的“微软”。而思科公司提出万物互联(Internet of Everthing,IOE)理念、技术和解决方案，也可以支撑智能服务和智能工厂。
7.智能研发(Smart R&D)
离散制造企业在产品研发方面，已经应用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具软件和PDM/PLM系统，但是e-works在为制造企业提供咨询服务的过程中发现，很多企业应用这些软件的水平并不高。比如，很多企业还处于二维CAD和三维CAD软件混用的阶段，存档依然是二维，没有实现全三维设计(MBD，基于模型的产品定义);应用仿真技术仍然处于事后验证，没有实现仿真驱动设计;虽然应用了PDM系统，但还没有建立企业内部的通用件库，重用率不高;对工程/制造/服务BOM的管理还不到位等等。企业要开发智能产品，需要机电软多学科的协同配合;要缩短产品研发周期，需要深入应用仿真技术，建立虚拟数字化样机，实现多学科仿真，通过仿真减少实物试验;需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想，以支持大批量客户定制或产品个性化定制; 需要将仿真技术与试验管理结合起来，以提高仿真结果的置信度。流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理和配方管理，LIMS(实验室信息管理系统) 系统比较广泛。
目前，在产品研发方面，已经出现了一些智能化的软件系统，成为智能研发的具体体现。例如Geometric的DFM PRO软件可以自动判断三维模型的工艺特征是否可制造、可装配、可拆卸;CAD Doctor软件可以自动分析三维模型中存在的问题;基于互联网与客户、供应商和合作伙伴协同设计，也是智能研发的创新形式;Altair的拓扑优化技术可以在满足产品功能的前提下，减轻结构的重量;系统仿真技术可以在概念设计阶段，分析与优化产品性能，这方面达索系统、西门子(LMS)已有成熟的技术，天喻软件也开发出系统仿真的平台，并在中国商飞得到应用;PLM向前延伸到需求管理，向后拓展到工艺管理，例如，西门子的Teamcenter Manufacturing系统将工艺结构化，可以更好地实现典型工艺的重用;开目软件推出的基于三维的装配CAPP、机加工CAPP，以及参数化 CAPP也具有了一定智能，华天软件、湃睿软件也有类似产品;此外，索为高科和金航数码合作，开发了面向飞机机翼、起落架等大部件的快速设计系统，也是一种智能研发的软件，可以大大提高产品设计效率。
汽车整车企业和设计公司广泛应用Cave技术，利用虚拟现实技术辅助产品研发，也是一个智能研发技术。全球PLM领导厂商之一，达索系统公司提出了三维体验(3D Experience)的理念，在VR和AR方面提供了解决方案。仿真巨头ANSYS在多学科仿真技术方面已有很大突破，而仿真领域的先驱 MSC.Software2014年发布了APEX，将CAD和CAE实现了融合，易学易用性得到极大提升。安世亚太最近提出工业再设计的理念，将仿真技术与精密制造紧密结合，可以将以为需要多个零件分散制造融合为一个复杂零件，从而提升了零件的工艺性能，降低了零件的重量。
8.智能管理(Smart Management)
一谈到管理，大家都会想到ERP(企业资源计划)系统。记得在2003年，国内就曾经出现过ERP过时的说法，事实上时至今日，ERP仍然是制造企业实现现代化管理的基石。以销定产是ERP最基本的思想，MRP(物料需求计划)是ERP的核心。制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统 (HCM)、客户关系管理系统(CRM)、企业资产管理系统(EAM)、能源管理系统(EMS)、供应商关系管理系统(SRM)、企业门户(EP)、业务流程管理系统(BPM)
等，国内企业也把办公自动化(OA)作为一个核心信息系统。为了统一管理企业的核心主数据，近年来主数据管理(MDM)也在大型企业开始部署应用。实现智能管理和智能决策，最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。
智能管理主要体现在与移动应用、云计算和电子商务的结合。例如，移动版的CRM系统可以自动根据位置服务确定销售人员是否按计划拜访了特定客户;许多消费品制造企业实现了全渠道营销，实现了多个网店系统与ERP系统的无缝集成，从而实现自动派单。此外，主流电梯制造企业纷纷研发了销售配置器软件系统，可以让销售人员根据客户的需求灵活地进行产品配置，快速进行报价，美国主流管理软件Epicor也包含了配置器功能。戴尔公司是基于互联网实现在线选配的先驱，宝马汽车也提供了在线选配的功能，海尔也开始了这方面的实践。业务流程管理(BPM)软件可以实现对业务流程进行建模，实现业务流程的可视化、模拟与优化，这也是一个典型的智能管理应用。
到目前为止，SAAS(软件即服务)模式的软件应用最成功的领域是CRM，Salesforce无疑是领导者，国内的Xtools和八百客也发展得不错，而最近国内的纷享销客、销售易更是风生水起，拿到多轮投资。阿里叮叮、微信企业号等也迅速发展了很多用户。此外，人力资源领域也是社交网络和云模式的重要领域，继美国的Linkedin(领英)之后，我国的陌陌、拉勾网等社交平台也已开始提供人力资源招聘服务，我国制造企业已经开始应用基于公有云的人力资源招聘、绩效和人才管理系统。例如广东生益科技就应用了SAP的Successfactors 软件，完全基于公有云。
9.智能物流与供应链(Smart logistics and SCM)
制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动，因此，越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时，也越来越重视物流自动化，自动化立体仓库、无人引导小车(AGV)、智能吊挂系统得到了广泛的应用;而在制造企业和物流企业的物流中心，智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及。WMS(Warehouse Management System，仓储管理系统)和TMS(Transport Management System，运输管理系统)也受到制造企业和物流企业的普遍关注。其中，TMS系统涉及到GPS定位和GIS的集成，可以实现供应商、客户和物流企业三方的信息共享。上海科箭2015年推出运输云服务，迅速得到企业的接受。
实现智能物流与供应链的关键技术包括自动识别技术，例如RFID或条码、GIS/GPS定位、电子商务、EDI(电子数据交换)，以及供应链协同计划与优化技术。其中，EDI技术是企业间信息集成(B2B Integration)的必备手段，然而我国企业对EDI的重视程度非常不够。EDI技术最重要的价值，就是可以实现供应链上下游企业之间，通过信息系统之间的通讯，实现整个交易过程无需人工干预、而且不可抵赖。历经多年发展，主流的EDI技术已经是基于互联网来传输数据，而我国很大大型企业建立的供应商门户，实际上只是一种Web EDI，不能够与供应商的信息系统集成，供应商只能手工查询。德国Seeburger公司的B2B Integration平台支持各种EDI标准，为欧洲最大的第三方供应链平台SupplyOn提供了基础平台，2015年秋季e-works的第三届德国工业4.0考察团曾前往Seeburger公司总部考察。供应链协同计划与优化是智能供应链最核心的技术，可以实现供应链同步化，真正消除供应链的牛鞭效应，帮助企业及时应对市场波动。JDA公司是该领域的领导厂商，IBM也有优秀的解决方案。三星已实现了供应链同步化。
10.智能决策(Smart Decision Making)
企业在运营过程中，产生了大量的数据。一方面是来自各个业务部门和业务系统产生的核心业务数据，比如与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等数据，这些数据一般是结构化的数据，可以进行多维度的分析和预测，这就是BI(Business Intelligence，业务智能)技术的范畴，也被称为管理驾驶舱或决策支持系统。同时，企业可以应用这些数据提炼出企业的KPI，并与预设的目标进行对比，同时，对KPI
进行层层分解，来对干部和员工进行考核，这就是EPM(Enterprise Performance Management,企业绩效管理)的范畴。从技术角度来开，内存计算是BI的重要支撑。SAP HANA和QlikView 软件在这方面已经先行一步。BI软件的另一个趋势是移动BI，支持在智能手机和PAD上进行分析和应用，而要提升移动BI的应用效果，基于云服务无疑是必由之路。
而今，企业在运营当中，已经产生了诸多的大数据，包括生产现场采集的实时生产数据，设备运行的大数据，质量的大数据，产品运营的大数据，电子商务带来的营销大数据，来自社交网络的与公司有关的大数据等，这些大数据统称为工业大数据(Industrial Big Data)，对这些工业大数据的分析，需要引入新的分析工具。因为大数据具有4V的特点，即体量大(Volume)、价值密度低(Value)、种类多 (Variety)和速度快(Velocity)。目前，IBM、SAP、ORACLE、微软等国际大公司在大数据分析工具方面激战正酣，而IBM推出的认知计算(Cognitive Computing)代表了智能决策的前沿方向。
对于制造企业而言，要实现智能决策，首先必须将业务层的信息系统用好，实现信息集成，确保基础数据的准确，这样才能使信息系统产生的数据真实可信。在此基础上应用BI 软件进行分析。近年来，BI也有一些新的发展，一个比较重要的创新是In context BI，意思是根据某个用户当前工作的场景，自动展现与当前业务相关的分析图表。而对于工业大数据，企业首先要采集这些大数据，才谈得上分析。据了解，长安汽车曾经做过一个有趣的分析，通过与阿里合作，根据其客户在淘宝的购买行为特点，来优化产品定位。三一重工则借助大数据和物联网技术,将工程机械通过机载控制器、传感器和无线通讯模块进行实时采集，通过对大数据进行多维度分析和预测，使“挖掘机”指数成为我国经济运行的晴雨表。
工业机器人
（一）看2016年工业机器人如何打造“工业4.0”？机器人库 2016-03-01 中国工业机器人行业处于产业转型升级需求释放、国家政策红利凸显、资本市场助推的机遇叠加期，工业机器人行业孕育重大投资机遇。在“中国制造2025”、“工业4.0”战略指导下，工厂“机器换人”现象将更加频繁，我国工业机器人市场将进一步打开。
产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》指出：我国目前已经成为全球最大的工业机器人消费市场，数据显示2014年我国共售出5.7万台工业机器人，数量约为全球销售量的四分之一。其中，半数以上工业机器人市场被外资品牌占据，而本土工业机器人品牌销量仅为1.6万台。
机器人产业是智能制造装备产业的重要组成部门，机器人产业的发展，不仅能促进各工业行业的自动化水平的提高，同时也能产生良好的技术溢出效应，带动整个工业行业的转型升级。
一、行业发展概况
目前，各国均在将机器人产业作为占领技术和市场制高点的重点研发与产业化领域。美国推行的“先进制造伙伴计划”中要求，通过发展工业机器人重整美国制造业，开发基于移动互联新一代智能机器人。我国将机器人产业纳入战略新兴产业发展的重点领域，提出要大力推进自动控制系统、工业机器人、关键零部件等装置的研发和产业化。
国内工业大省都力求在机器人产业抢占先机，沿海省市已在机器人技术与产业领域进行了重点投入和产业布局，初步形成了区域性的特色产业。辽宁省正在打造沈抚新城特色机器人产业基地；浙江省启动“机器换人”工程；广东省重点发展多用途机器人；江苏、上海等地也将机器人产业作为战略新兴产业发展重点推进。未来5-10年，将是中国机器人产业发展的黄金十年。
二、行业规模及发展趋势
国际市场：2013年，全球机器人销量增加12%，达1781132台，其中约70%销往日本、中国、美国、韩国和德国。汽车行业、化工行业、塑胶行业及食品行业的工业机器人销量持
续增加，电气/电子行业机器人的安装量也有所增加。2008-2013年期间，机器人安装量年平均增长率约为9.5%。汽车工业及电气电子行业的发展是工业机器人安装量强劲增长的主要因素，此外，金属加工、化工塑胶等行业需求量也迅速上升。
国内市场：我国工业机器人市场需求从2010年开始激增，2013年，中国成为全球最大的机器人市场，占全球总份额的20%，机器人销量为36560台，至2014年销量已达到56000台。2008-2014年期间，中国工业机器人安装量年平均增长率为36%。我国工业机器人的市场主要集中在汽车、汽车零部件、家电、工程机械、石油化工等行业，其中汽车整车及零部件制造一直是工业机器人的最重要应用领域。
三、行业基本风险特征
宏观经济波动风险：工业机器人行业具有一定的周期性特征，与宏观经济和固定资产投资关联度较高。汽车整车及零部件、家电、五金、门业等行业生产性企业是行业下游主要客户，当宏观经济不景气时，下游需求减缓，将影响到其对自动化生产线新建、改建、扩建的积极性，进而对本行业企业生产经营产生一定程度的负面影响。
市场竞争风险：目前国内工业机器人行业的多以中小企业为主，尚未形成优势品牌。高端市场被具备一定规模优势和较高技术水平的欧美、日本的扩过巨头企业占据，国内有能力承接大型项目和向客户提供自动化整体解决方案的企业不多。国内行业整体处于发展期，面临一定的恶性价格竞争风险。
人才流失风险：工业机器人、工业自动化行业的发展，需要掌握先进系统控制软件、装备机械、工业自动化系统工程集成等领域的高素质、高技能及多学科的综合性专业人才。
同时，为行业客户提供自动化线整体解决方案时，还需要能够精准掌握客户需求、生产工艺及产品特征性能的，并且具备丰富项目管理和行业经验的市场营销人才。上述类型人才需经过行业经验多年沉淀、人才数量有限，未来随着行业发展，人才竞争将越来越激烈，人才流失风险将进一步加大。
四、行业发展机遇
2014年我国制造业就业人员的平均工资为51369元，较2005年的15934元，年平均增长率约14%。廉价劳动力逐渐变得“昂贵”，加之不断上升的土地成本以及其他制造成本，制造业转型升级势在必行，而引入工业机器人代替人工已被各国实践证明为一条可行路径。
我国目前工业机器人使用密度仍然远远低于全球平均水平，离日本、韩国、德国等发达国家有很大差距。韩国是全球工业机器人使用密度最高的国家，每一万名工人中拥有机器人数量347台；日本次之，339台；德国位居第三，251台；中国仅为21台，不及国际平均水平55台的一半。
目前工业机器人的应用在我国比例为6%，日本33%，美国16%，德国14%。中国是全球的制造大国，2014年中国制造业工人数量约为5000万，大致估计可以用大量机器人代替人的行业，如汽车、电子电气、化工和食品等行业的工人数高达3000万。
如果在2020年前后这些行业平均机器人密度按计划达到每万人100台，则大概需要30万台机器人，加之与机器人配备的自动化装备，空间在3000亿左右。《中国制造2025》提出要“围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。”
工信部《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》更是细化了具体战略目标：“到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群；工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争力明显增强，高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度(每万名员工使用机器人台数)达到100以上，基本满足国防建设、国民经济和社会发展需要”。
无论是从顶层设计还是具体产业规划，机器人产业都受到了极大的关注与支持，发展目标和路径清晰，发展前景广阔。受益于国内机器人巨大的市场空间和不断利好的政策的刺激，资本市场工业机器人板块挂牌、上市、并购潮流涌动，资本、技术和市场加速整合。
上述整合呈现如下几个特征：一是上市公司积极参与海外并购，吸收国外优质核心技术，加速布局核心零部件及高端机器人市场。我国资本市场纯机器人企业PE水平长期保持在40-50倍，高于国外20-30倍行业平均水平，为收购方提供丰富的资金来源。部分上市公司利用资金优势加速布局，展开对部分核心零部件和高端机器人市场的争夺。
二是部分优质中小企业利用新三板发展机遇，挂牌融资，在部分细分行业市场加速布局，差异化发展。我国有数百家针对不同细分行业应用领域的工业机器人公司，这些机器人公司通常为依赖在某一细分行业的项目经验积累成长起来的系统集成商，这些公司受制于成本、定价等方面的劣势，往往面对缺乏资金、产能不足的情形，而随着我国多层次资本市场的建设，新三板市场为此类企业提供了一条适合的融资及迅速发展的路径，预计未来一段时间，将逐步涌现各细分行业优质中小型工业机器人企业。
（二）国产工业机器人目前发展到了什么水平?
一、技术上：
我们国家所掌握的工业机器人技术，大概比国外领先企业四大（ABB，fanuc，库卡，安川）落后15年左右，即使和国外的二流企业相比也要落后5-10年。事实上，作为一个曾在国内颇有规模的国产机器人企业任核心管理团队成员，我将原公司在2015年生产的产品和我老东家ABB在05年的产品相比，都不能说是能相提并论的，技术差距可见一斑。
工业机器人有三大核心技术其实也就是三大核心零部件的关键技术：控制器（控制技术），减速机，机器人专用伺服电机及其控制技术。
而国内在任何一项都几乎没有拿得出手的企业。
推荐从业者们好好看《中国制造 2025》重点领域技术创新绿皮书里重点领域技术路线图：
简单地说，上面每一项我们关键零部件，关键核心技术，共性技术，我们都处于起步阶段。希望有才华有能力的朋友们加入行业里，共同突破难关。
二、市场层面上：
有报告说，2015年中国机器人市场里面卖出了7万台机器人，其中，国产机器人约2.2万台，乍一看这个数字还不错。
但是，我曾经在另外一个回答（机器人领域有哪些创业机会？又有哪些困难？ - 知乎用户的回答）里面说过机器人的定义有多混乱，这2.2台中，绝大多数都是三轴，四轴，直角坐标的产品。严格地说，他们并不符合IFR所认定的“工业机器人”的定义，无论是价格还是技术含量都和我们常说的多关节机器人不能相提并论。刨去这些，多关节工业机器人只有大约2000台的销量（中国机器人产业联盟作为国内相对权威官方的行业组织，统计出来的数字竟然有6000纯属扯淡，要么是统计口径搞错了，要么是没核实数据，要么就是故意的，你能想见这行业之混乱……），而且，大部分“机器人”企业只是少量试制造的样机，不具备产业价值，国内共少数几家有批量制造工业机器人的企业-我就不点名了-平均年产量都只有数百台，远远达不到盈亏平衡所需要的数量水平，市场认可度都极低，赔本都赚不到吆喝，换句话说，无法实现自我造血维持生存。
为了发展机器人行业，国家不得不进行巨额补贴，从国家863各项计划，广东，浙江省级政府，东莞，台州，深圳等城市，国家，省级，市级政府都拿出了亿级的资金进行补贴，进而催生了市场的畸形繁荣和发展，有很多企业，产品东拼西凑，没有任何技术，唯一的目的，就是骗补。
过各地经信委摸底调研后报到工信部的行业最新数据显示，全国共800家机器人企业，
其中本体企业200家左右。此次统计已经将工商注册里写有机器人名称而目前没做机器人业务，以及仅几个人的创业团队公司，或者实际机器人业务规模很小、与机器人业务关联性小等的诸多企业，排除在外。
来自民间和地方政府的不完全统计，也是大致的判断，甚至更高。比如2015年1月，全球机器人产业研究专家、东莞市机器人技术协会副会长罗百辉在深圳举行的一个投资沙龙上称，截至2014年底，中国机器人相关企业的数量超过了4000家。而当年7月，一份由深圳市经贸信息委牵头发布的白皮书显示，截至2014年底，仅深圳一地的专业机器人企业就达到200家，通过拓展业务涉足机器人及智能产品领域的企业则超过3000家。
看上去，中国的机器人行业从未像现在这般拥挤不堪。机器人行业人士对记者算了一笔账：2015年中国机器人销售量只有7万台，一台按 20万元算，产值才140多亿元，除去外资产品占比的85%，国内产品仅21亿元的销售额。照此计算，工信部统计的800家机器人企业年销售额平均不足 300万；而如果换成民间统计的大口径，大部分名为机器人的企业，实际上几乎没有任何销量可言。
总结：
中国机器人行业的乱象大概就是这样，当然，作为身在其中的从业者，我始终认为中国的机器人行业是有机会的，我也仍然在这个充满动荡，波谲云诡的市场里打滚，作着在这个行业里创业成功，实现财富自由的美梦。
中国机器人行业，前途是光明的，道路是曲折的，我很高兴能在这个大时代中，在行业中上下求索，与诸君同行，共勉。
其他关键词
仿生制造、软机器人技术（可搜相关方面的视频）、柔性制造、基于网络化的智能制造、可持续制造、服务性制造、机械制造与环保行业的结合与创新等。
尧之
2016年6月
于华中科技大学
机械工程导论论文 专业：机械设计制造及其制动化 姓名： 学号： 对于刚刚进入大学的我来说，对机械知之甚少，但谢峰教授带着我们徜徉于机械的历史长河里，一路走来，让我们大概地了解了世界机械的发展，更是对中国的机械历史有了相对更深的了解。 机械设计制造及其自动化专业的学生主要学习机械学、微电子技术和控制论的基本理论和方法，受到现代机械工程是的基本训练，具有从事港口起重运输机械与控制或流体传动与控制活模具成型等方面的能力。本专业的主干学科为力学和机械工程，主要实践性教学环节包括军训、金工等。机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业，在国民经济中占有极其重要的地位，它与上游产业（如钢铁、煤炭、有色等）和下游产业（如住房、日用消费品等）关系密切，具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。没有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化。 下面对机械设计制造及其自动化技术给予论述和展望。 一、世界的机械制造业 (一)从经济上看 世界机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分，其发展
状况与其所处的外围环境有着紧密的关系，并受制于经济周期变动的影响，既表现为对经济周期的敏感性，又表现出一定的滞后性。上世纪90年代至今，世界性机械制造业突出表现为在大波动中发展，显示其在国民经济尤其是在工业发展中的特殊地位，是防止经济“泡沫化”的基础；机械制造业贸易呈现极强的地区性，发达国家和发展中国家之间存在很大的贸易差距，发达国家在机械生产和贸易领域继续其霸主地位。从美国、日本、德国等发达国家重视装备制造业的发展情况来看，不仅在于其在本国工业中生产、出口、积累、就业等方面的贡献率均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，是经济高级化不可或缺的战略性产业。（二）从技术上看 机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。环境保护的压力和信息技术的广泛应用给机械制造自动化技术的发展带来新的机遇和挑战，高技术化、信息化、绿色化、全球化成为发展的总趋势。 二、我国的机械制造业 (一)我国机械制造业现状 新中国成立以来，经过近半个世纪的发展，特别是改革开放20多年来，机械制造业广泛应用微电子技术，采用先进制造技术，
对机械工程概论的认识和总结 一、机械概论 “机械工程概论”是一门技术基础课，是非机械类各专业学生学习工程材料和机械制造的基本工艺方法，培养工程素质的重要必修课。内容包括金属材料和非金属材料的基础知识、金属材料的成形工艺及设备、金属切削加工工艺及设备、特种加工等方面。通过本学期的学习，初步了解和掌握工程材料及其加工工艺方面的基础知识和基本理论。 二、对于机械工程概论的学习和认识 就像每个人有各自独特的世界观指导自己的日常生活行为，机械工程概论就像学机械在这方面的世界观和方法论。如果说数理化是将先辈得出的正确的理性化的数字化的世界观授予我们，那么机械工程概论就是将一个专业方面的总的知识体系授予我们。 在《机械工程概论》一书当中如此写道：“机械工程是关于研究、设计、制造和运用各类机器和机械设备的工程科学，涉猎范围机器广泛”学习数理化，我们得到的知识运算技巧，对于怎么将这些技巧应用到真正的机械生产制造上，我们可以很基础的先提出问题再假设再论证再实践再完工。 三、总结 机械工程概论这么课程使我们能够对未来机械专业的学习有着极其重要的指导和引导作用，激发学生对机械的学习积极性，就像一本书的目录一般，让人知道将来要学习什么，却又半现半隐，极大开发同学们的兴趣，而且工程概论使我们更了解机器以及机械设备的结构，
丰富了学生的空间思维能力，此课程极为重视学生的实际动手能力和实践操作能力，锻炼我们的个人能力打造敦厚的专业基础，在未来的世界里，全新的设计必然与计算机分不开，模拟仿真、辅助设计、制造等各方面的需求，所以我们的前景是光明的，而工程概论就像是给了我们一张上船的船票太多毒鸡汤告诉你，你想要的岁月都会给你，可它没告诉你，你想要的，岁月凭什么给你！
华北科技学院 结课论文 2016-2017-2学期 课程名称：电气工程概论 班级: 电气B152班姓名: 学号： 专题题目: 电气专业大学生就业方向以及前景交论文时间: 成绩评定： （按照论文工作量、规范性、学习态度评分） 总评成绩: 任课教师:
目录 1.电气工程概述 (2) 2.关于“电气专业大学生就业方向及前 景”…………………………........................… (4) 背景及意义 (4) 自己的设想 (7) 3.总结 (9) 4.参考文献 (9) 1. 电气工程概述 电气工程学科是研究电磁现象、规律及应用的学科。该学科培养有关电能生产、传输直至使用的全过程中，各种电气设备和系统的设计、制造、运行、测量和控制等方面的高层次科学研究、工程技术与管理专门人才和高等学校师资。 电、磁现象虽早被人类发现和认识，但更深入的研究直至到18－19世纪，人类总结出电和磁及其相互关系的基本规律，才揭开了利用电能的新的一页。此后，随着实用的发电机、变压器和电动机等设计、制造技术的发展和输配电技术问题的解决，电能作为能源，开始在生产中得到日益广泛的应用。有关理论的发展和工程实践的成功，使电气工程成为独立的学科，并不断得到发展和完善。 由于电能具有便于控制、转换和远距离输送等特点，它已成为人类生产和生活中最主要的能源。一个多世纪以来，发电技术已取得重大进展。火电、水电和核电已构成目前发电的主要方式，太阳能、地热、潮汐、风力发电已得到应用，燃煤联循环发电和磁流体发电以及可控热核聚变发电等一些新型发电方式正在
研究开发中。近代的发电技术正向大容量、高参数和自动化方向发展，其过程中提出并形成了一系列有关电气设备和系统的新理论、新技术、新材料及它们的应用的科研课题。 电能的传输已发展成远距离、大容量、超高压的方式，高压直流输电已得到发展，柔性交流输电和多种新型输电技术正处于研究和在系统中试用。随着三峡工程等大型水电站的建立，跨国和跨地区的大容量互联网也将形成。在输变电工程方面，SF6气体绝缘变电站以及电力设备在线检测和故障诊断以及预制维修技术已得到应有的发展。在电力系统自动化方面，具有计算机分析及监控的现代化调度控制中心、厂站和配电自动化都有迅速的发展。 在电能应用方面则是提高用电设备效率，提高电力传动和自动控制水平，研究新型电工设备和技术，发展由电子计算机、微电子和电力电子技术与电机、电器与生产机械相结合的变流及电力传动和控制系统以及相应的成套电器控制设备。 电气工程学科在国家科技发展中具有特殊的重要地位。电工技术的应用涉及工业、农业、交通运输、科技、教育、国防及人民生活等各个领域，该学科既是国民经济中一些基础工业（电力、电工设备制造等）所依赖的学科，和另一些工业（交通、冶金、化工、机械、国防等）发展的重要支持学科，又是一些高新技术新兴学科的重要基础学科。近年来，电气工程学科在与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息、与通信工程、环境科学与工程、生物医学工程等学科的交叉渗透中十分活跃和兴旺，拓宽了电气工程学科的内涵和外延。 电力的生产和应用，对发展国民经济具有广泛的影响和巨大的作用。我国虽是电力大国，但不是电力强国。要改变这一现状，还需要不懈地努力和奋斗。而电气工程学科中一系列理论亟待深入研究、一系列关键问题尚待解决。迅速培养电气工程学科方面高层次的科学研究及工程技术与管理人才和高等学校师资是我国实现社会主义现代化的需要。 为促进学科的建设和发展，优化博士和硕士研究生培养结构和拓宽培养口
《现代科学技术概论》课程结课论文 2014-2015 学年第 2 学期 学院：计算机科学与信息工程学院 专业班级：13计科信息应用 学生姓名： 学号：13031 指导老师：张石定 2015 年 6 月日
现代科学技术对信息科学技术发展的影响 尹豪 （安阳工学院计算机科学与信息工程学院河南安阳 455000） 摘要：信息是21世纪的支柱，信息是一种与物质和能源一样重要的资源。我们身边无时无刻都充满了各种信息，正是这些信息，让我们了解了大千 世界：国内外时事要闻、各种打折促销、我们想要了解的知识等。在获 取这些信息中，我们使用了很多信息设备，这些设备有的是传统媒介， 有的是现代高科技产物。信息科学技术让我们都生活在地球村之中，足 不出户便知晓天下事。本文结合现代科学技术和信息技术的现状，向我 们分析了信息技术对科学技术的要求，影响社会发展的制约因素。发现 现代科学技术对学习的指导意义。 关键词：信息设备教育生活影响 引言 我是一名计算机科学与技术专业的学生，在这一学期，我选学了《现代科学技术概论》这门课，在学习的过程中，我感受到了科学技术对对我专业的学习的巨大指导意义，以及科学的发展是如何影响信息技术的发展。还包括科学发展是如何改变信息技术的发展和信息技术如何推动科学的进一步提高。这两者是如何相互依存，相互作用的。 一、信息技术的发展 （一）计算机科学与技术是计算机科学与信息工程学院所开设的一门专业，从专业名字上我们就可以看出科学和信息是密不可分的整体，这更揭示了我院的性质。信息技术的发展可从以下几个方面说起。 1. 微电子技术 从微电子技术看，自从1948年晶体管被发明以后，1958年第一块集成电路问世，引发了一场微电子革命，微电子技术使得越来越复杂的电子系统可以集成在一小块硅片上，使电子设备和系统的微型化、低能耗成为可能。集成电路从中小规模集成电路逐步发展到大规模集成电路，超大规模集成电路，并实现了平均每18个月集成电路芯片上集成的电子器件数翻一番，而价格却保持不变甚至下
机械工程发展与展望姓名：罗欢 班级：机自卓工班 学号：120101040022 日期：2012.12.10 指导老师：贲红艳
摘要：我国机械工程研究领域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。虽然如此，我国机械工程科学在国际上总体还处于落后地位。未来制造业发展总趋势是全球化、信息化、绿色化、知识化和极端化。制造技术的发展总趋势是基于资源节约和环境保护基础上的数字网络化、高效精确化、智能集成化及制造极端化。 关键词：机械学科重大成果发展趋势发展策略 前言 21世纪人类社会主要面临四大问题：气候变暖、资源枯竭、人口增加、环境恶化。随着时间的推移，这些问题将变得越来越严峻而不可逾越。人们将会发现：生态的保护可能比经济更为重要。中国将成为世界最大能源消耗国。20年后，由于石油、煤的枯竭，核能、太阳能、地热能、风力能、水力能的利用占整体能源的比重将会大增。 未来制造仍然是创造人类文明财富、促进人类进步的主要手段之一。制造业是国民经济的支柱产业，它与其他产业相互支撑而推动生态建设和经济增长。面对上述重大问题，制造业及其科学技术面临着严峻挑战。 由于中国将实现从“制造大国”向“制造强国”的战略转变，要实现此战略转移，关键在于制造技术及其产品的创新。制造业之间的竞争，说到底是科技的竞争。产品的创新和自主品牌的打造是中国制
造业面临的重要挑战。 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。
机械工程概论学习心 得
学习心得 班级：机械（卓越）1001 姓名：李俊峰学号：3100305007 机械工程概论这门课程是一门技术基础课程，是我们机械类专业的学生学习工程材料和机械制造基本工艺方法，培养我们工程素质的重要的必修课程。在机械工程概论这门课程中我学习到了包括金属材料和非金属材料的基础知识、金属材料的成形工艺及设备、金属切削加工工艺及设备、特种加工在内的各方面知识，通过这门课程的学习我初步了解和掌握了工程材料及其加工工艺方面的知识和基本理论。 通过一个学期的学习，我了解到了机械的真正内涵，其中机械工程学科的定义：机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。而关于机械工程学科的战略地位，钱学森先生曾说过：“技术科学是人类认知的一个新部门。”作为一门技术科学，机械工程学科以自然科学为基础，研究人造的机械系统与制造过程的结构、组成、能量传递与转换、构件与产品的几何与物理演变、系统与过程的调控、功能形成与运行可靠性等，并以此为基础构建机械与制造工程中共和性和核心技术的基本原理和方法。 老师深入浅出的讲解，生动形象的向我们展示了机械的原理，机械的加工，机械的设计，机械的应用以及机械的分类，让我们清楚的认识到了机械是什么。其实，机械无处不在，它可能是一个玩具，可能是一个零件，也可能是一个航天器。机械的应用之广，设计方法之丰富无疑给我们后来人在继承先辈的传统时可以借用现代的科技和方法来设计一件新的产品或零件。 在科学技术飞速发展的今天，机械的设计面临着新一轮的挑战，在这个过程中，必须迎合时代的需求和世界的变化需要，应以精益生产、敏捷制造、智能制造、绿色制造为主导方向，进一步加强与网络的结合，凸显更人性化、智能化、方便化的特点。 在21世纪的世界里，全新的设计必然与计算机分不开，模拟仿真、辅助设
重庆科技学院 电气工程概论论文 题目：电力系统及其自动化 院系名称：电气与信息工程学院 专业班级：电气工程及其自动化XXX级XX班 学生姓名： XXX 学号： XXXXXXXXXXX 评分：
目录 摘要 (2) 绪论 (2) 1、电气工程研究及发展史 (3) 2、电气工程及其自动化专业培养目标及专业素质 (3) 3、电气工程及其自动化学科分支及就业方向 (4) 电力系统及其自动化 (5) 一、专业介绍 (5) 二、专业素质 (7) 三、学习心得体会 (8) 总结： (8) 四、参考文献 (9)
摘要 电气工程是现代社会的重要支柱。不论是电气时代还是信息时代，都是建立在对电能的利用与控制上，电是能量转换的枢纽和信息的载体，电能普遍应用在人民生活和社会生产中，为提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。电气自动化在工厂里应用比较广泛，可以这么说电气自动化是工厂里唯一缺少不了的东西，是工厂里的支柱。本文介绍电气工程中的电机与电器学科和电力系统及其自动化学科，其中还有个人的展望和心得体会。 关键字：电气工程，电机与电器，电力系统及其自动化 绪论 经过本科阶段的学习，我对自己选择的电气工程专业有了一定的认识，它与人们的日常生活以及工业生产密切相关，是高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用，而且它发展迅速，有着广阔的前景. 电气工程及其自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合.在这里要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术、电气工程及自动化技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识，使学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，以及电气工程及自动化领域的专业训练，具有解决电气工程技术与控制技术问题的基本能力。她要培养的是德、智、体、美全面发展，知识、能力、素质协调进步，能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理、电子与计算机技术应用等领域工作的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。 电气工程下设5个二级学科，分别为电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术。5个学科的研究领域自成一体，各有所长，发展势头强劲。
通信导论论文 通过这几周的学习，我对通信专业也有了一定的了解。通信导论是一门很深奥的学科，下面我来简要的介绍下通信导论。通信导论的课程目的和任务即为建立通信的基本概念，了解通信技术在实际中的应用，加深专业认识，为以后专业课程的学习打基础，跟踪最新通信技术的发展。以下为我对通信的了解，作为大一新生，肯定存在好多不足，还望多多指教。 （一）通信的基本概念、基本理论 一、通信的基本概念： 1通信的实质是实现信息的传输与交换。 2人们可以用语言、文字、数据或图像等不同的形式来表达信息。通信的根本目的在于传输含有信息的消息，否则，就失去了通信的意义。基于这种认识，“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。 3通信的范畴：语音、图像、数据、多媒体信息传输，更广泛来说，雷达、遥控、遥测等也属于通信。 4.包含信息的消息形式多种多样，这些不同的消息形式形成了不同的通信业务。 5传输一般是远距离的，可以是无线或有线传输。 二、通信系统的构成： 1通信系统：指传输信息所需的一切技术设备的总合。 2在大多数场通信系统需要进行多路复用、双向进行，信源兼为受信者，通信设备包括发信设备和收信设备。此外，通信系统除了完成信息传递外，还必须进行信息的交换，传输系统和交换系统共同组成一个完整的通信系统，乃至通信
网。通信网中还涉及信令、协议和标准。 3信息源与受信者：信源是消息的产生者，作用是把各种消息转换成原始电信号 4发送设备与接收设备：发送设备基本功能是使信源和信道匹配，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。信道：信是指传输信号的物理媒质。包括无线信道，有线信道。 5传输、复用、交换、网络为现代通信的四大技术。 三、通信系统的分类： 1按消息的物理特征分类：电报通信系统，电话通信系统，数据通信系统，图象通信系统，多媒体通信系统…… 2按调制方式分类：载波调制（连续波调制），脉冲调制 3按传输信号的特征分类：模拟通信系统，数字通信系统（发展的主流） 4按传送信号的复用方式分类：频分复用（FDM）-无线广播，时分复用（TDM），码分复用（CDM），波分复用（WDM） 5按传输媒介分类：有线通信系统（载波、电缆、光纤通信系统），无线通信系统（调幅、调频广播、电视、移动通信、空间遥测、雷达导航、微波接力、卫星通信系统） 四、通信方式 1按消息传递的方向与时间关系。对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。 2按数字信号排列顺序分-并行传输和串行传输。 五、通信系统的主要性能指标：
机械工程导论论文 作者：南宫桃源（南宫飞狐）班级：2013机械四班 几个月以前怀着对大学生活的向往心情，我跨进了上海理工大学，可是我失望迷茫了，因为我不知道机械这个专业以后能干什么，机械这个专业的前景如何，跟我了解的竟然完全对不上，我懵了，我不知道应该怎么办……事实是我多虑了，因为不久以后我将得到一个非常全面的答案。 不久以后室友告诉我我们即将上一门叫做机械导论的课程，它会回答你的所有答案，从后面的结果来说，这个目的确实达到了，我不得不说，朱老师的课太精彩了。 那天我清楚的记得，朱老师首先从大方向上给我们介绍了什么是机械，机械是干什么的，机械的现状和趋势，“精”“极”“绿”“快”“省”，笔记本的第一页就是这个字。机械的领域涉及方方面面，至今我脑中都还能呈现“盾构”那个圆形的家伙。 机械实力是一个国家实力的见证，它代表一个国家的生活水平，制造业水平，国防水平。与该国国民的生活现状息息相关，现代生活无处不机械。卡特皮勒卡车的笨重的身影又出现了，我记得朱老师说机械主要涵盖的有“工程车”“医疗器械”“数控机床”“机器人机械”“机械手机械”“机械加工”。其中数控机床是重中之重，是生产其他东西的工具。我国的数控机床精度不够高，国际上比较有名的机床厂是德玛吉，德国的机床目前比较尖端，但是这也是发达国家制约我们发展的一个咽喉，他们的技术不给我们看，我们只能向他们买产品，价格高，严重阻碍了我国的发展。 机械涉及的范围还有很多“动态金属制建筑”将打破人们对建筑的常规认识，“交通运输设备”汽车、铁路、飞机、轮船……无一不是生活中常见的常用的。总之机械就是为可再生能源社会应用提供装备解决方案，设备向低碳化经济转化迈进，为社会创造人性化、智能化、高效化产品，为国防设备提供极端化支持。机械是国民经济的重要标志一点也不夸张。 机械制造的突破将催生社会重大经济变革。通过上面的举例有理由相信这句话并不是凭空捏造的。进一步的讲解我知道了科学理论是：基础学科与技术学科的融合，将产生全新的制造原理和技术，进一步导致重大工程技术的变革。而且这一变革将是人类文明的重大变革。最前沿的技术之一便是——生物制造-人与机械。人造系统和生命系统的融合，想想都感觉很牛，要是我有一只机械手可以像真手一样灵活的操纵，那就不得了了，工作效率将提高多少倍，加上脚趾头恐怕都不够数。 纳米信息材料的制造是一个国家机械高度的证明，高精度硅片的生产表明了一个国家机械实力。因为这些都指向同一个方向，精密仪器的制造。目前机械的研发的重点是高精度数控机床，而高精度数控机床的研发又在测量技术和自动控制系统的开发上。有个基本的开发思路：把旋转运动转化为其他运动。为此我还做了些思考，想到了螺纹和齿轮。
班级: 姓名：学号： 机械设计及其自动化导论心得 作为一名大二的学生，却在完成有一份早在大一就该完成的作业。这似乎让我显得很另类。作为一名从法学院转入的学生，我同样认同机械的专业文化，认同作为其中一员的自己。 我在大一期间并不是“机械设计及其自动化专业”的学生，但我却一直很喜欢机械。或许只是如此，我才有勇气完成了一次从“法学”到“机械”，从一门连数学都不用学习的纯文科性质的专业到完全的工科性质专业的完整蜕变。 现在，就在我写这份导论心的之时，或许可以稍作总结。我的蜕变已经完成了一大半。在这忙碌的学期里，我同时扮演了大一学生，和大二学生。我在学习大学物理和概率论和数理统计的同时又在老区学习高等数学，线性代数等基础学科。我在别人正深入的探讨专业知识的时候，还在问一起关于积分学的基本知识。但现在终于有些改变了，至少我也可与参与其中了，我也可以对这一些问题道出自己的分析了。这个过程很长，但我终于一点点走过了。 ...........机械现状 其实我应该是第二次作为老师您的学生了，我也是第二次去学习老师你的导论课。在我大一决定了要转入“机械”专业以后。就更当时的机械专业同学打听到了你讲导论课的时间。然后是很认真的学习并做了记录。对于我来所，作为一门完全的工科性质的专业自然地引起了我的重视，或许当时还有一些恐惧。想象着下一年繁重的课程，面对着你生动而细致的专业分析。我一直都谨慎而专注的学习，我担心如果我落下了什么要点，就将给我的大学生涯更多的遗憾。 听到老师说，分析我们专业在西南科技大学的现状。我既欣慰又感受到了莫大的压力。
从学校派发的资料以及你生动的讲解中，我了解到了“机械设计及其自动化”在学校的有源历史中扮演的重要地位。机械专业是学校最先开设的一批专业之一，他有着较为深厚的文化和科技积累，而且在学院的历史中他为学校赢得了很多的荣誉。作为四川省本科人才培养基地和西南科技大学2006年授牌的品牌专业，我们拥有机械制造及自动化和机械电子工程2个硕士点，目前，还建设机械设计及理论硕士点。特别是近年来，机械设计制造及自动化专业非常重视以质量求生存，以特色求发展的专业办学思想，积极开展面向21世纪人才培养方案、教学内容和体系以及教学方法的改革。 一点点，一件件娓娓道来。无不让我们热血沸腾，作为一门老牌专业。“机械设计及其自动化”有着成熟的专业定义。但又因为是放在了21世纪改革创新的大环境里，我们要做的却还有很多。 “卓越工程师试点班”的推出正式机械人创新和发展的美好愿望，也是我们机械学子的良好机遇。参与其中，沉浸其中，必为之奋斗。 但之后，当听到学院学生人数是学校各学院中最多的那一批之一。便隐约有些压力。身处其中，同时起点又要第一步，如不努力，如何才能成功，若不奋发向上何时才能追上同龄人的脚步。 我的机械梦 对于机械我是充满热爱的，因为这样的爱。我乐得去消受专业跨度带来的阵痛。在学习老师你的导论课之前，我的专业热爱是很抽象的。或许可以这样总结，我喜欢的只是我所理解的那个专业。从奔驰的汽车到翱翔的飞机，从家庭作坊里简单的机床到科幻小说里神秘的诺亚方舟。一点一滴，我开始了对机械的感性认识。 直到这堂导论课，我才开始对于机械有了真正的认识。
电气工程在电力系统继电保护中的应用中的应用 学院：电气工程学院 专业：电气工及其自动化 班级：17电气2班 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXX
目录 一、电气工程专业的由来及应用 (4) 1.电气工程简介 (4) 2.电气工程的发展 (4) 3.电气工程的应用 (5) 二、继电保护与电气工程的关联 (5) 1.统概 (5) 2.模糊理论 (5) 3.电气工程智能系统 (5) 3.1结构分析 (5) 3.2数据结构的改进 (6) 4.结语 (7)
摘要：随着人们生活水平的不断提升，电气资源逐渐成为人们生活生产中不可或缺的一个元素，对电力质量要求也是越来越高，这就需要电力系统在正常运行基础上不断的提升供电质量。电力系统的正常运行保障就是继电保护地良好运行，在现阶段，电气工程的智能系统在继电保护中的广泛应用，能够有效的提升继电保护系统运行稳定性，保障供电系统的安全运行。 关键字：继电保护，电气工程智能系统。
一、电气工程专业的由来以及应用 1.电气工程简介 电气工程（Electrical Engineering），简称EE，是现代科技领域中的核心学科和关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式等等。 美国大学电气工程学科在机构名称上有的学校称电气工程系，有的称为电气工程与信息科学系，有的称为电气工程与计算机科学系等等 传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。 2.电气工程的发展 电气工程学的研究最早是由英国的威廉·吉尔伯特实行的，其论著《论磁石》全面的讨论了地球的磁性。起初人们认为电与磁是两种互不相干的物理现象，奥斯特发现小磁针在通有直流的导线周围发生偏转，人们开始探讨电与磁之间的关系，从此一大批优秀的科学家投入毕生精力来研究电与磁的本质。其中英国著名科学家法拉第于1831年经过无数次的实验终于发现电磁感应现象，并总结出磁场能产生电的方法，即，闭合导线所包围的磁通的变化能引起电流的产生。后来楞次又提出了电流方向的判断的方法——楞次定律，即，电流的方向总是使它所产生的磁场来阻止回路中磁通的变化。在法拉第之后，麦克斯韦在总结前人成果的基础上，发表了备受世人瞩目的论著《电磁通论》，提出了麦克斯韦方程组，详细的讨论了电与磁的本质，并成功的预言了电磁波的存在，根据计算出来电磁波在真空中速度与光的速度相当，提出光也是电磁波的一种。多年之后德国实验物理学家赫兹通过精巧的实验证明了电磁波的存在，为麦克斯韦的理论提供了坚实的实验基础，同时也为电气工程学提供了坚实的基础。经过许多天资聪颖的科学家几十年的研究与发展，电气工程学经历了从无到有，从一个荒草丛生的荒地到一幢拔地而起的摩天大楼。电气工程学成功的主导了第二次工业革命，在二十世纪初期，一大批家用电器进入千家万户，很大程度上的提升了人们的生活水平，电气工程学从根本上改变了人们的生产和生活方式。
现代通信技术概论 结课论文 2015年春季学期 题目：多输入多输出（MIMO） 系统 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 联系方式： 成绩：
多输入多输出系统 摘要 随着信息技术在生活中的越来越深入广泛的应用，无线数字通信在现今的地位变得越来越重要。面对越来越高的通信速度和质量要求，传统的无线数字系统显然无法胜任。在人们广泛的研究时间、频率、码元等资源的利用效率同时，多输入多输出技术理论（MIMO：Multiple-Input Multiple-Output.也称为：多天线技术）为移动通信产业带来了新的增长点。本文将着重论述MIMO技术的一些基本模式以及一些技术要求。 关键词：MIMO，多天线，信号检测，欠定义MIMO系统，多用户MIMO 系统
目录 1概述 (1) 2 MIMO信号检测 ........................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 MIMO系统基础 ............................................................................... 错误！未定义书签。 2.2经典MIMO信号检测 (3) 2.2.1最大似然MIMO信号检测 (3) 2.2.2线性MIMO信号检测 (5) 3 两种经典的MIMO系统简介 (6) 3.1欠定义MIMO系统 (6) 3.2多用户MIMO系统 (7) 参考文献 (8)
1：概述 从1978年贝尔实验室在芝加哥成功试验了第一个蜂窝移动通信系统，即高级移动电话业务（Advanced Mobile Phone Service ，AMPS ）开始，移动通信进入了飞速发展的时代。截至2012年6月，手机网用户数量首次超过了计算机上网用户数量[1]。随着移动互联网业务的快速增长，此类服务对于数据传输速率以及传输质量的要求也就越来越高。根据香农理论，其对应的无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线电通信发展的主要瓶颈。如何在复杂的环境和有限的带宽下实现高质量和高速率的无线信号传输一直是移动通信技术所需解决的关键问题。理论分析和工程实践已经证明了在发送端和接收端采用天线列阵或多天线技术可以在不增加带宽和发送功率的前提下大幅提高系统的信道容量以及频率利用率。多输入多输出（MIMO ）技术因其具有随天线数量呈线性增长的理论信道容量，被公认为是现代移动通信系统的核心技术。 本文介绍了MIMO 系统信号检测方法以及发送端和接收端经典的组合。 2.MIMO 信号检测 2.1．MIMO 系统基础 现代无线数字通信对于传输速率的要求日益增长，传统的单输入单输出（Single-Input Single-Output ，SISO ）无线传输系统（即发射机和接收机均配有单根天线的系统）已经无法充分满足相应需求。经典单工SISO 系统模型如图2-1所示。其相应的接收信号可以表示为： n hs y += （2.1） 其中，h 、s 、n 分别表示信道增益、发射信号和噪声。于是我们可以得出相应的信道容量（bit/s/Hz ）为 C=E(log(1+22||σs P h ))≤log(1+22)|(|σs P h E ) (2.2) 其中)|(|2s E P s =，)|(|22n E =σ，且不等号来自詹森不等式[2]。由式（2.2）可以看出，信道容量随着信噪比（即2/σs P ）呈指数增长。为了获得足够高的传
《机械工程导论》期末论文 课程名称机械工程导论 学院机械工程学院 班级WOMENBANDETONGXUE 姓名 ABCDEFGHIJK 任课教师那那个老师 成绩_____________100________________ 2015年12月
我所了解的先进制造技术 班级：机自152班姓名：李福江学号：2015040086 摘要：本文让我们了解到什么是先进的制造技术，它是何等的重要，它的发展趋势，内外先进制造技术的差距，并阐述我国先进机械制造技术的发展趋势。 关键词：先进制造技术现状特点趋势 1．引言 20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段夺取市场，倾销产品，输出资本，随着全球市场的形成，使得市场变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的体现应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。 在当今这个沸腾的环境里，我们要跟上时代的步伐，如果你掉队了，最后的结果就像泰戈尔说的那句话：“世界上最远的距离，是鱼和飞鸟的距离，一个翱翔天际；一个却深潜海底。”怎样才不掉队，应该去了解先进的东西。先进的制造技术不仅是科学技术发展的必然结果，而且也是文明和社会进步的必然要求。 我们知道，一个国家的命运，是和它所制造的东西息息相关的，制造出的先进武器，用于战争，用于生活，让国家变得富强。在这飞速变化的时代，我们要跟上时代不困难，困难的是怕我们失去斗志，在此我们应当自强、自信，不畏惧、不退缩。我们知道，一个国家的强盛，需要的是什么，需要的是每个人的素质，需要的是知识，可更需要的是先进的制造技术。
机械电子工程导论心得 伴着迷茫与新奇，大一上学期匆匆而过，作为北理工新的成员的我们也开始一点点融入这所美丽而辉煌的大学，开始一点点深入了解自己的专业，开始一点点思考未来的发展。 在大一下学期，我们有幸能听到罗教授为我们带来的机械电子工程导论，虽然只有短短四周的课，但却然后我从一个新的高度来认识自己专业，也使我对我们这这个听起来就很酷的专业在自豪之余更添一份热爱。 在前几节课，罗老师着重为我们介绍了机电在机器人上的应用，而机器人也是机电专业的主要方向之一。在课上，我们看到了师兄师姐们的作品，虽然不能称得上是国际顶尖水准的科研成果，但却给我带来的不小的震撼。在此之前我从来没有想过有一天自己能制作一个机器人，总觉得这是一件太遥远的事情，是科学家才能完成的事情，但是这些师哥师姐们仅仅比我们的大一届，我们之间的距离是那么近。在课上我们除了看到他们的成果以外也知道了他们为了这些作品所付出的汗水，一份耕耘才能换来一分收获，看到他们也让我深刻反思了自己的学习状态，虽然北理工的机械电子专业在全国的排名很高，但是它是我们学长学姐们辛勤汗水后的成果，于我们而言，并不能保证什么。 老师不仅向我们展示了研究成果，还从内部构造等细节方面具体的向我们做了介绍，包括一个巧妙的弹簧装置之类的。在这样细致的教学中虽然我们还没有学习专业知识，但是 却从中体会到其实做一个自己的机器人并不是一件不可能的事，所有的作品都是从一个个的细节处累积而成的。当然，作为一名工科学生，若想要有好的作品，仅仅有专业知识还不够，更要注重日常生活中对自己创造性思维的培养，凡事多思考，而不是墨守陈规。 同时，老师也向我们介绍了大学生创新项目，一个面向大学生科研的平台。我们知道了北理工在大创中取得的优异成绩。作为北理工的学子，有幸在这样雄厚的师资力量和科研背景下学习，我希望有一天，自己也能参加大学生创新项目，不管结果怎样，都会是一次难忘的经历。 但现在的我觉得自己参加大创还为时过早，因为自己欠缺了很多专业知识，在软件的应用上也没有基础。比起在大创中逼着自己去学习很多的知识与技术，我还是比较希望在课余时间中先掌握一定的技术，然后再大创中完善自己的技术和相关知识。在大二或者大三，等自己准备好了，就参加大创，像我们的学长学姐们一样，创造自己的作品。而从现在开始，会着手学习相关软件的应用，以及机械制造方面的相关知识。
重庆科技学院 电气工程概论课程论文 题目：电机与电器技术应用 院系名称：电气与信息工程学院 专业班级：电气工程及其自动化XXXX级X班 学生姓名： XXX 学号： XXXXXXXXXXXXX 评分：
目录 一．前言 (3) 二：电动机技术发展及现状 (4) 三．电机的应用领域 (6) (一)电力工业 (6) （二）．工业生产部门与建筑业 (7) （三）交通运输 (7) （四）医疗、办公设备与家用电器 (10) （五）航天、航空和国防 (11) （六）其他方面 (11) 四：电动机的定期检查和保养 (11) 小结 (12)
电机与电器技术应用 摘要: 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。 关键词：技术现状工作原理运行维护 一．前言 电气工程及其自动化是现代社会的重要支柱。不论是电气时代还是信息时代，都是建立在对电能的利用与控制上，电是能量转换的枢纽和信息的载体，电能普遍应用在人民生活和社会生产中，为提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。电机与电器技术应用及发展新技术就属于电气工程及其自动化的发展方向之一。现代社会，人类的生产劳动离不开各种各样的电机，这些电机，更是应用到各行各业的各个领域。
二．电机的分类 二：电动机技术发展及现状 电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。 它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主
手机应用 如何改变了我们的生活 成员
手机的普及改变人们传统的生产、生活方式 如果说通信对我们的生活产生了重要影响，那么手机无疑是众多通信产品中产生影响最大的一个。国际电信联盟最新报告指出，手机是人类历史上被接受最快的技术产品。 诞生仅仅20年，手机的基本功能已大大超越了移动通话，拍照、电视、多媒体播放器、高速网络浏览器、GPS导航仪、无线连接……越来越丰富的功能被加载到了手机上。“只要拥有一部手机，你几乎可以做任何事情。”通信专家预言的“手机革命”正在部分地变为现实。可以预见，手机的功能和应用在未来还将不断推陈出新。 首先，未来的手机将更加智能化，成为人们不可或缺的智能伙伴。硬件、软件技术的发展，与网络服务的结合，使手机用户可以通过手机上网看新闻、看电视、写微博；可以用手机拍一段视频或者照片上传到网上，和更多的人分享，并且马上收到别人的反馈；可以用手机去控制家里的电器。未来，随着网络和后台支撑系统的不断增强，手机将能够提供更加虚拟化、人性化的服务。 其次，手机将成为最大的信息载体。目前，人们通过传统的报纸、杂志、广播、电视及新兴的互联网来获取信息。将来，手机会将这些载体融为一体，所有的信息都可以通过手机平台来获取，并且用户可以实时参与互动、交流。这时，手机就是一个向世界发布信息的传声筒。 再次，手机将成为无处不在的网络传感器。一旦所有的手机都上网，每一个手机用户的动态就可以通过网络实时地反映所在地区的动态。如果把所有手机的智能信息整合在一起，我们将会看到一幅不可思议的世界动态全景图片。最新气象信息不再依靠数以百计的传感器监控，而是借助上亿个手机传感器而测定；交通路况也不再仅仅依靠直升机和路面传感器获取，而是依据陷于交通堵塞区域中手机的数量、移动速度以及方向而测算。 手机，作为信息化的主要载体，将继续改变人们的生产、生活。 通过手机对于工厂监控操作对财务和客户信息的管理 通过手机应用，我们可以实时掌握公司的财务信息、客户关系、市场信息和运营系统；现在工厂的生产方式有着自动化得大趋势，我们可以把手机的和工厂的系统实现通信，从而把工厂的操作员与管理人员从机器旁边解放出来，以一种更加灵活的方式进行工作。 我们尝试设计一款手机应用，可以让工厂的自动化监控及控制更为方便快捷。并且可以将运营系统、财务系统等众多方面整合起来。使公司的各项操作更为精确快捷。 目前的工厂控制大多 停留在二维控制系统，具有 复杂繁琐、易出错、不易上 手等缺点，需要大量的人 力，对实际操作造成很大的 不便。手机软件可实现其控 制的智能化，可以简化操作 过程、美化操作环境。我们 甚至可以实现3D效果显 示，操作系统立体化，是数 据显示更加直观，人与人、
教案 机械设计制造与自动化专业导论学习报告 【 BJ1201 02 姜采苓】从进入学校到现在，已经快要四个月，一个学期的课程几乎也要结束了。随着专业导论课的结束，我对本专业的要求等也有了更深入的了解。 一、参观工业博览会体会 11月，经由学校的带领，我们去参观了位于龙阳路国际会展中心的第14届工业博览会。展馆极大，参展的各类工业企业也很多，带来了许多国内外先进的机器和技术。让我们体会到了机器带来的魅力。 1、参观内容 本届工博会共设置了数控机床与金属加工展、工业自动化展、新能源与电力电工展、新能源汽车展、环保技术与设备展、信息与通信技术应用展、科技创新展等7个专业展。各个不同的展馆连接在一起，方便我们穿行和参观。去的当天人头攒动，好不热闹。在惊叹于人的密度之后，更让人惊叹的莫过于各个展馆里的让人耳目一新的新科技，新机器。 参观工博会之前便通过网站对工博会有了初步的了解，本次工博会首发产品数量是历届最多的，如代表世界切割和折弯加工最高水平的瑞士百超公司将在工博会现场首发ByJin激光切割机；德国通快将在工博会现场首发TruPunch 3000+最新型冲压机床等，有不少是国家专项。除了新产品首发，本届博会上还有不少“世界之最”。工业机器人史上体积最小的速度选手，IRB120机器人在中国工博会上表演组装鼠标；上海机床厂有限公司展出的MK84300超重型精密数控轧辊磨床是目前世界上最大的顶磨型精密数控轧辊磨床；西门子将带来目前市场上最紧凑的解决方案——科里奥利流量测量技术；代表世界工业清洗设备领域最顶尖技术的四巨头，意大利的Interpump通用泵业、彗星COMET、AR公司以及来自德国的凯驰等厂家，均携带新产品亮相。 有心去参观这些机器后，许多有趣的机器也吸引了我，会打乒乓球的手脚敏捷的机器人，能模仿马匹大象走路的机器人，特别是安川电机有限公司展出的MH5型号会玩魔方的机器人能手。据说机器人面部内置照相机，在玩魔方前，它会将魔方具到“面”前，对魔方的6个面进行拍照，然后用其色彩识别功能自动生成程序，快速地将魔方复原。让我觉得科技充满了无穷的魅力，技术能改变世界。因此还忍不住拍了很多照片回去和高中同学们介绍。特别印象深刻的就是我校参展的八个项目中，“基于直线电机的地铁屏蔽门控制系统”荣获高校展区项目优秀展品二等奖。学校荣获高校展区的优秀组织奖。