機械自動化:學科專業-中文百科頻道

曆史

機械自動化是最早出現的自動控制系統，是自動化的一個分支。

國内曆史

具體機械自動化出現的最早時間已不可考，按照《墨子》記載，最早的自動化應是春秋戰國時期魯班（公輸班）制造的木鳥：“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。”就是說魯班制作的木鳥，能乘風力飛上高空，三天不降落。這麼精密的裝置，其中必定須有自動控制的措施在裡面，可惜沒有相應的資料及圖紙留存下來。

國外曆史

機械自動化的真正大放光彩的時候應是近代西方的工業革命時期，當時瓦特改進的蒸汽機中就運用了多個機械自動控制調節系統：離心式調速器和節流閥等。離心式調速器開創了機械自動控制的一個新的裡程碑。

意義說明

機械自動化的實現将機械生産引領向了一個新的領域，通過自動控制系統，真正達到了大工業生産及減少勞動強度，提高了勞動效率，令整個世界的生産水平邁上了一個新的台階，并由此延伸出了電氣自動化。

而目前的各個行業都已經離不開自動化系統。

發展簡史

石器時代人類制造和使用的各種石斧、石錘和木質、皮質的簡單工具是後來出現的機械的先驅。幾千年前，人類已創制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用于提水的桔槔和辘轳，裝有輪子的車，航行于江河的船及槳、橹、舵等。所用的動力由人力發展到畜力、風力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發展到人造材料。最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個部分的完整機械。

鼓風器對人類社會發展起了重要作用。強大的鼓風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器。15～16世紀以前，機械工程發展緩慢。17世紀以後，資本主義商品經濟在英、法等國迅速發展，許多人緻力于改進各産業所需要的工作機械和研制新的動力機械——蒸汽機。

18世紀後期，蒸汽機的應用從采礦業推廣到紡織、面粉和冶金等行業。制作機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。機械制造工業開始形成，并逐漸成為重要産業。機械工程從分散性的、主要依賴匠師個人才智和手藝的技藝發展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術。機械工程是促成18～19世紀的工業革命和資本主義機械大生産的主要技術因素

動力機械的發展

17世紀後期，随着機械的改進，煤和金屬礦石需求量的增加，隻依靠人力和畜力已不能适應生産提高的要求，于是在18世紀初出現了T.紐科門的大氣式蒸汽機，用以驅動礦井排水泵。1765年，J.瓦特發明了有分開凝汽器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。1781年，瓦特又創制出提供回轉動力的蒸汽機，擴大了蒸汽機的應用範圍。蒸汽機的發明和發展，促進礦業和工業生産、鐵路和搬運機械動力化。幾乎成為19世紀唯一的動力源。

但蒸汽機及其鍋爐、凝汽器和冷卻水系統等體積龐大、笨重，應用不便。19世紀末，電力供應系統和電動機開始發展和推廣。20世紀初，電動機已在工業生産中取代了蒸汽機，成為驅動各種工作機械的基本動力。發電站初期應用蒸汽機為原動機；20世紀初，出現了高效率、高轉速、大功率的汽輪機，也出現了适應各種水力資源的大、小功率的水輪機。

19世紀後期發明的内燃機經過逐年改進，成為輕而小、效率高、易于操縱并可随時啟動的原動機。内燃機最初用于驅動沒有電力供應的陸上工作機械，以後又用于汽車、移動機械（如拖拉機、挖掘機械等）和輪船，20世紀中期開始用于鐵路機車。内燃機和以後發明的燃氣輪機和噴氣發動機，還是飛機、航天器等成功發展的基礎技術因素之一。

機械技術加工的發展

工業革命以前，機械大都是由木工手工制成的木結構，金屬（主要是鋼和鐵）僅用以制造儀器、鐘表、鎖、泵和木結構機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作以達到需要的精度。随着蒸汽機的廣泛使用以及随之出現的礦山、冶金、輪船和機車等大型機械的發展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，所用金屬材料由銅、鐵發展到以鋼為主。

機械加工（包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等技術及其設備以及切削加工技術和機床、刀具、量具等）迅速發展，從而保證了發展生産所需要的各種機械裝備供應。同時，随着生産批量的增大和精密加工技術的發展，也促進了大量生産方法（零件互換性生産、專業分工和協作、流水加工線和流水裝配線等）的形成。

服務領域

機械工程的服務領域很廣，凡使用機械、工具，以至能源和材料生産的部門，無不需要機械工程的服務。現代機械工程有5大服務領域：

①研制和提供能量轉換機械，包括将熱能、化學能、原子能、電能、流體壓力能和天然機械能轉換為适合于應用的機械能的各種動力機械，以及将機械能轉換為所需要的其他能量的能量變換機械。

②研制和提供用以生産各種産品的機械，包括農、林、牧、漁業機械和礦山機械以及各種重工業機械和輕工業機械等。

③研制和提供從事各種服務的機械，如物料搬運機械，交通運輸機械，醫療機械，辦公機械，通風、采暖和空調設備以及除塵、淨化、消聲等環境保護設備等。

④研制和提供家庭和個人生活用的機械，如洗衣機、電冰箱、鐘表、照相機、運動器械和娛樂器械等。

⑤研制和提供各種機械武器。

機電一體

機電一體化技術和機電一體化産品的統稱，是在機電産品中引入微電子元器件和技術之後形成的。機電一體化技術又稱機械微電子技術，是機械工程、微電子技術、信息處理技術等多種技術融合成的一種系統技術。

機電一體化産品是運用機電一體化技術設計、生産的一種帶有軟、硬件系統的多功能的單機或成套裝置，通常由機械本體、微電子裝置、傳感器和執行機構等組成。

機電一體化技術涉及的學科有機械工程（如機構學、機械加工和精密技術等）、電工與電子技術（如電磁學、計算機技術和電子電路等）、共性技術（如系統技術、控制技術和傳感器技術等）。機電一體化産品主要有商品生産用（如機器人、自動生産線和工廠等）、商品流通用（如數控包裝機械及系統、微機控制交通運輸機具和數控工程機械設備等）、商品貯存銷售用（如自動倉庫、自動稱量和銷售及現金處理系統等）、社會服務性（如自動化辦公機械和醫療及環保等自動化設施等）和家庭、科研、農林牧漁、航空航天及國防等用的機電一體化産品。機電一體化使機械工業的技術結構、産品結構、功能和構成、生産方式和管理體系等發生巨大變化。

就業前景

機械制造自動化專業就業前景：主要到工業生産第一線從事機械制造領域内的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面的工作。由于機械行業的重要性和龐大規模，需要一支龐大的專業人才隊伍。今後一段時間内，機械類人才仍會有較大需求。具有開發能力的數控人才将成為各企業争奪的目标，機械設計制造與加工專業人才近年供需比也很高。

從機械行業發展來看，印刷機械、數控機床、發電設備、工程機械等重頭産品前景仍看好。除了這些傳統工業領域，該行業将進一步向機光電一體化發展，向光加工、環保這樣的新興領域拓展。