主干学科：力学、机械工程。

主要课程：工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。

主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

相近专业：材料成型及控制工程 工业设计 过程装备与控制工程 车辆工程 机械工程及自动化 机械电子工程 汽车服务工程 机械类 车辆保险与理赔专业

机械工业是为国民经济提供装备的基础工业，将随着科学技术的发展而产生变化。

机电一体化

机电一体化技术和机电一体化产品的统称，是在机电产品中引入微电子元器件和技术之后形成的。机电一体化技术又称机械微电子技术，是机械工程、微电子技术、信息处理技术等多种技术融合成的一种系统技术。机电一体化产品是运用机电一体化技术设计、生产的一种带有软、硬件系统的多功能的单机或成套装置，通常由机械本体、微电子装置、传感器和执行机构等组成。机电一体化技术涉及的学科有机械工程（如机构学、机械加工和精密技术等）、电工与电子技术（如电磁学、计算机技术和电子电路等）、共性技术（如系统技术、控制技术和传感器技术等）。机电一体化产品主要有商品生产用（如机器人、自动生产线和工厂等）、商品流通用（如数控包装机械及系统、微机控制交通运输机具和数控工程机械设备等）、商品贮存销售用（如自动仓库、自动称量和销售及现金处理系统等）、社会服务性（如自动化办公机械和医疗及环保等自动化设施等）和家庭、科研、农林牧渔、航空航天及国防等用的机电一体化产品。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能和构成、生产方式和管理体系等发生巨大变化。

机械工程与人类生存环境

工程技术的发展在提高人类物质文明和生活水平的同时，也对自然环境起破坏作用。20世纪中期以来，最突出的问题是资源，尤其是能源的大量消耗和对环境的污染。未来，机械新产品的研制将以降低资源耗费，发展纯净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为重要任务。

机械工程专业化和综合化

19世纪下半叶，机械工程成为一门独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。分解趋势在20世纪中期（第二次世界大战结束前后）达到最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化（如新技术、新材料和新产品的出现、材料与半成品的供应及价格变化等）的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此，从20世纪中、后期开始，机械工程又出现了综合的趋势。人们更多地关注基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。

机械设计制造及其自动化专业

业务培养目标：本专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

业务培养要求：本专业学生主要学习机械设计与制造的基础理论，学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，受到现代机械工程师的基本训练，具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。

机械按功能可分为动力机械、粉碎机械、交通运输机械和物料搬运机械等；按服务的产业可分为农业机械、化工机械、矿山机械和纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、透平机械、仿生机械和流体机械等。相同的工作原理，相同的功能或服务于同一产业的机械有相同的问题和特点，因此机械工程就有几种不同的分支学科体系。另外，全部机械在研究、开发、设计、制造、运用过程中，要经过若干工作性质不同的阶段，依此，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。这些分支学科系统互相交叉、互相重叠，使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如按功能分的动力机械，与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力装置、核动力装置，内燃机、燃气轮机，以及按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，也可能属于核动力装置。而驱动时钟用的发条和重锤装置也是动力机械，但不是热力机械、流体机械、透平机械或往复机械。其他分支之间也有类似的重叠、交叉关系。分析这种复杂关系，研究机械工程最合理的分支系统，有一定的知识意义，但实用价值不大。

机械工程的学科内容，按工作性质可分为以下方面：①建立和发展可实际和直接应用于机械工程的工程理论基础。如工程力学、流体力学、工程材料学、材料力学、燃烧学、传热学、热力学、摩擦学、机构学、机械原理、机械零件、金属工艺学和非金属工艺学等。②研究、设计和发展新机械产品，改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和未来的需要。③机械产品的生产，如生产设施的规划和实现、生产计划的制订和生产调度、编制和贯彻制造工艺、设计和制造工艺装备、确定劳动定额和材料定额以及加工、装配、包装和检验等。④机械制造企业的经营和管理，如确定生产方式、产品销售以及生产运行管理等。⑤机械产品的应用，如选择、订购、验收、安装、调整、操作、维修和改造各产业所使用的机械产品和成套机械设备。⑥研究机械产品在制造和使用过程中所产生的环境污染和自然资源过度耗费问题及处理措施。

机械工程及其自动化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。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（人、资金、能源、材料和机械）之一，并参与能量和材料的生产。

石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是后来出现的机械的先驱。

几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用于提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作3个部分的完整机械 。鼓风器对人类社会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温，得从矿石中炼取金属。西周时期，中国就已有了冶铸用的鼓风器。15～16世纪以前，机械工程发展缓慢。17世纪以后，资本主义商品经济在英、法等国迅速发展，许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成，并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18～19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。

动力机械的发展

17世纪后期，随着机械的改进，煤和金属矿石需求量的增加，只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求，于是在18世纪初出现了T.纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。1765年，J.瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。1781年，瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，促进矿业和工业生产、铁路和搬运机械动力化。几乎成为19世纪唯一的动力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器和冷却水系统等体积庞大、笨重，应用不便。19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。发电站初期应用蒸汽机为原动机；20世纪初，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵并可随时启动的原动机。内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械（如拖拉机、挖掘机械等）和轮船，20世纪中期开始用于铁路机车。内燃机和以后发明的燃气轮机和喷气发动机，还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。 机械加工技术的发展

工业革命以前，机械大都是由木工手工制成的木结构，金属（主要是钢和铁）仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主。机械加工（包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等）迅速发展，从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。同时，随着生产批量的增大和精密加工技术的发展，也促进了大量生产方法（零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等）的形成。

机械工程基础理论的发展

18世纪以前，机械匠师全凭个人经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎无关。直到18～19世纪才逐渐形成围绕机械工程的基础理论。动力机械最先与科学相结合，如蒸汽机的发明人T.萨弗里和瓦特应用物理学家D.帕潘和J.布莱克的理论，物理学家S.卡诺、W.J.M.兰金和开尔文在蒸汽机实践的基础上建立起一门新的学科——热力学等。19世纪初，研究机械中机构结构和运动等的机构学第一次列为高等工程学院（巴黎的工艺学院）的课程。从19世纪后半期起已开始设计计算考虑材料的疲劳。随后断裂力学、实验应力分析、有限元法、数理统计、电子计算机等相继被用在设计计算中。

清华大学机械工程及其自动化系列教材图书信息

书名：现代制造系统

书号：9787302112389

作者：周凯

定价：29.8元

出版日期：2005-8-1

出版社：清华大学出版社

清华大学机械工程及其自动化系列教材内容简介

本书从系统科学与工程的角度阐述现代制造系统的有关理论和方法，内容分5个部分：第1部分介绍现代制造系统的基本概念、理论基础、体系结构和数学模型；第2部分介绍现代制造系统分析与综合的主要方法和利用计算机对现代制造系统进行分析与设计的新技术；第3部分介绍现代制造系统计算机管理与控制的核心技术——计划控制、调度控制和过程控制；第4部分从信息与制造相融合的角度，阐述制造系统的信息集成问题，并讨论制造系统运行信息的获取问题，核心内容是随机市场环境下的制造信息预测技术；第5部分是现代制造系统实例分析。

本书可作为高等院校机电、自动化、工业工程、企业管理等专业的教材，也可供机电一体化、先进制造技术、现代制造系统等领域的研究人员和专业技术人员参考。

清华大学机械工程及其自动化系列教材前言

随着科学技术的进步和社会经济的发展，“制造”已由个人行为和孤立机器完成的简单过程演变到必须由众多制造要素组成的制造系统来完成的复杂工程。从系统科学与工程的角度看，完成现代制造任务的制造系统亦正在从简单系统发展为复杂大系统。

面对上述现实，工程界和教育界都越来越清楚地认识到，如果仅从孤立的制造方法、制造技术、制造工具和制造设备等方面去孤立地研究制造过程，将无法从全局上使“制造”这样一个复杂大系统运行于最优状态，发挥出最佳效益。因此作为制造领域的高级专门人才——制造专业的研究生必须从系统科学与工程的高度对制造过程有深刻的理解与把握，才能在今后的研究工作、技术工作和管理工作中更好地驾驭全局，为制造工业和国民经济的发展做出更大的贡献。为此，清华大学于1989年开始为机械工程及自动化专业研究生开设专业课“现代制造系统”。

本书作为该课程的教材，从系统科学与工程的角度对现代制造过程进行研究，通过信息、控制与制造相融合的方法对制造系统的内在规律进行分析，以近十年来国际上制造系统领域的最新发展和我国在该领域的研究、开发和应用成果为案例，按照工程学科教学的客观规律和现代人才培养的要求组织教材内容，指导教学过程的实施，力图使学生学会从系统的角度去看待制造、研究制造、把握制造、发展制造。

本教材内容分5个部分。（1）基础理论与总体结构（由第1，2，3，4章组成）：介绍现代制造系统的基本概念、理论基础、体系结构和数学模型。（2）制造系统的分析与综合（包括第5，6两章）：介绍现代制造系统分析与综合的主要方法和利用计算机对现代制造系统进行分析与设计的新技术。（3）制造系统的计算机管理与控制（由第7章至第9章组成）：介绍现代制造系统管理与控制的核心技术——计划控制、调度控制和过程控制。（4）制造系统运行的信息环境（第10章和第11章）：从信息与制造相融合的角度，讨论制造系统的信息集成问题，介绍制造网络系统和制造数据库系统等支持现代制造系统优化运行的信息环境。在此基础上，进一步讨论制造系统运行信息的获取问题，核心内容是随机市场环境下的制造信息预测技术。（5）现代制造系统实例（第12章）：介绍现代制造系统的典型案例，阐述现代制造系统研究、开发和应用中一些实际问题的解决方法与过程。

本书的编写和出版得到清华大学研究生精品课程建设项目和清华大学出版社的支持，同时得到张伯鹏教授、李庆祥教授、张秋玲副教授等同志的帮助，在此一并表示感谢！

虽然本书的编写是在多年教学和科研实践基础上进行的，并汲取了多轮讲义的精髓，但由于作者的水平和能力有限，书中错误和不妥之处在所难免，因此恳请读者批评指正。

清华大学机械工程及其自动化系列教材目录

1绪论1

1.1研究和发展制造系统技术的意义1

1.2发展现代制造系统技术的基础3

1.3制造系统的发展历史与现状4

1.4制造系统研究和应用领域的发展趋势6

1.5本书的主要内容92制造系统的基本概念12

2.1概述12

2.2制造过程13

2.3制造模式14

2.4制造系统22

2.5现代制造系统研究、开发和应用中的重要课题243制造系统的体系结构与运行原理27

3.1概述27

3.2现代制造系统的总体结构28

3.3单元级制造系统的结构与运行原理37

3.4车间级制造系统的结构与运行原理40

3.5工厂级制造系统的结构与运行原理42

3.6跨企业与全球制造系统的结构与运行原理444制造系统的数学模型46

4.1概述46

4.2制造系统的投入产出模型47

4.3制造系统的排队网络模型51

4.4制造系统的活动循环图模型57

4.5制造系统的Petri 网模型61

4.6制造系统建模中应注意的问题64目录现代制造系统5制造系统性能分析66

5.1概述66

5.2基于排队理论的分析方法67

5.3计算机仿真分析方法74

5.4Petri网分析方法82

5.5基于随机过程理论的分析方法876制造系统的综合与设计93

6.1概述93

6.2制造系统设计的主要过程94

6.3制造系统设计的基本方法98

6.4解决设计决策问题的有效方法——层次分析法1057制造系统的运行管理113

7.1概述113

7.2制造系统运行管理系统的总体结构114

7.3产品制造的主生产计划116

7.4物料需求计划130

7.5制造资源计划139

7.6企业资源计划1428制造系统的调度控制145

8.1概述145

8.2流水排序调度方法147

8.3非流水排序调度方法160

8.4基于规则的调度方法164

8.5基于仿真的调度方法167

8.6智能调度方法1699制造系统的过程控制178

9.1概述178

9.2过程控制系统的组成178

9.3集成化设备控制系统180

9.4制造过程的动态工艺控制182

9.5刀具系统的管理与控制192

9.6制造过程的物流控制193

9.7制造过程的质量控制200

9.8制造过程的状态检测与监控20510制造系统运行的信息环境208

10.1概述208

10.2制造信息与信息流系统209

10.3制造系统的信息集成210

10.4制造系统的网络环境212

10.5制造数据库系统22811制造系统运行的信息获取235

11.1概述235

11.2制造系统运行信息获取的重要手段——需求预测236

11.3需求预测方法240

11.4预测误差分析与预测监控256

11.5市场预测的案例26012现代制造系统实例263

12.1国家CIMS"_blank" href="/item/计算机集成制造系统/219309" data-lemmaid="219309">计算机集成制造系统263

12.2空调器制造的CIMS系统272

12.3基于并行工程的复杂产品制造系统284

12.4新型基层敏捷制造系统290

12.5智能网络化机床制造系统300参考文献3092100433B

清华大学机械工程及其自动化系列教材内容简介

本书图文并茂，取材及编排力求合理。内容层次分明，叙述清楚，并有大量的编程实例，便于教学和自学。

本书同时配有《数控加工技术》光盘与本书配套使用。

本书介绍数控加工技术的主要内容。前4章内容包括数控机床概述、计算机数控系统的工作原理、数控编程的基础知识和数控编程实例。为了便于读者学习，增加了第5章机械加工基础。

清华大学机械工程及其自动化系列教材前言

自20世纪中叶计算机技术在制造业中广泛应用以来，数控机床已成为现代制造业中最重要的基础设备之一。数控机床的拥有量在一定程度上反映了一个国家的现代化生产水平。培养大量掌握数控加工技术的高素质人才是当前国民经济发展的迫切需要，数控加工技术已成为现阶段高等院校理工科机械类学生的必修课之一。希望读者通过本书的学习，能了解数控机床的基本结构和计算机数控系统的基本工作原理，掌握数控编程的基础知识和编程的方法并能实际应用，成为掌握数控加工技术的专门人才。

本书对数控加工技术的主要内容进行了全面而浅显易懂的论述，并采用了众多有特色的图片。全书共分5章。第1章介绍数控机床与普通机床的区别、数控机床的结构以及它的驱动机构、传动机构、检测装置和刀具系统。第2章概要介绍计算机数控系统的工作原理。第3章比较详细地介绍数控编程的步骤和方法、数控编程的基础知识和基本指令的使用实例、工艺处理方法等。第4章以一台车削加工中心和一台铣削加工中心为例，分别详细地介绍了编程过程，本章还有大量练习题帮助读者进行实际训练，学习掌握数控编程的方法和技巧。第5章介绍机械加工基础的有关知识，目的是使没有机械加工知识基础的读者，通过本章的学习，也能较快地掌握机械加工基础知识，进行数控加工技术的学习。

作者还专门为本书制作了一张光盘，内有大量有特色的图片和生动的画面。本光盘与本书配套使用，以期达到更好的教学效果。

本书可作为高等院校理工科机械类本科生教材，也可作为高职、高专教材及面向社会有关数控加工技术的培训教材。

编写过程中参阅了有关院校、科研院所、工厂企业的一些教材和文献资料，在此表示衷心感谢。

限于作者的水平，书中难免有错误和欠妥之处，敬请广大读者批评指正。

清华大学机械工程及其自动化系列教材目录

第1章数控机床概述1

1.1普通机床与数控机床的区别1

1.2数控机床的优点2

1.3数控机床的适用范围3

1.4数控机床的分类4

1.5加工中心简介8

1.6数控机床的结构10

1.7数控机床的驱动机构和传动机构10

1.8数控机床的检测装置14

1.9数控机床的自动换刀装置和刀具测量16

1.9.1自动换刀装置16

1.9.2刀具测量19

第2章计算机数控系统24

2.1概述24

2.2CNC装置的硬件结构25

2.3CNC系统软件27

2.4CNC装置的插补算法30

2.5CNC装置的工作过程31

2.6CNC装置的功能31

第3章数控加工的程序编制基础34

3.1数控编程的步骤34

3.2数控编程的方法35

3.3数控编程基础35

3.4数控加工的工艺处理44

3.5数控程序的结构和指令58

3.6数控编程的零点偏移、G代码、M代码64

3.6.1零点偏移64

3.6.2G代码68

3.6.3M代码84

3.7图形交互自动编程88

第4章数控编程实例92

4.1TURN 120P数控车中心和VMC"para" label-module="para">

4.2EMCO TURN 120P 指令说明101

4.3VMC"para" label-module="para">

4.4编程实例119

4.5练习题129

第5章机械加工基础144

5.1切削加工的有关概念144

5.2切削加工的刀具148

5.3车削加工157

5.4铣削加工160

5.5钻削加工169

参考文献177

机械工程及自动化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。

机械工程及自动化培养目标

机械工程及自动化专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

机械工程及自动化主要课程

工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。

机械工程及自动化实践性教学

军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。2100433B