机械设计师所需掌握的理论知识

要了解未来的机械设计师需要掌握什么知识，必须分析制造活动的实质内涵。制造活动的三轴理论和制造技术的五组分学说，对理解制造活动的实质具有一定参考意义。

制造活动的三轴理论认为：

X轴——转变轴，对应各种冷热加工过程，体现为实际生产加工；

Y轴——移动轴，对应物料移动、搬运、装配、仓储，体现为物流；

Z轴——信息轴，对应数据获得、储存、处理和分析、应用，体现为信息功能和自动化。

按照这样三个坐标的分析，传统的初级制造活动大体上体现为X和Y的组合，改进物流和改进加工技术同样重要，即X、Y方向都大，面积才能大，此时再加大Z轴（如CNC、CAD、CAPP、CAM、机器人、自动生产线、ERP），会有最好的效果。

而如果X及Y很小，只是一味在Z轴方向加大，效果不可能好。也就是在加工过程和物流过程很不完善（工艺落后、管理混乱、物流不顺）时，单靠自动化，靠信息要素难以发挥效果。

20世纪80年代日本在制造业超过美国，靠的是生产技术强，以及完善的物流，而在自动化方面投入并不很多，这中间JIT起了主要的作用；后来美国回过头来加强制造技术和质量控制，使传统制造业提高到先进生产水平，加上美国原有的完善的物流系统和信息技术上无可置疑的优势，以三个坐标的共同增强形成了当今最强大的制造业。

发展中国家追赶发达国家不能盲目照搬，一味追求信息化手段最先进，购买自动生产线，购买全套ERP系统管理软件，想绕过扎扎实实地抓制造工艺和基础管理，绕过改进物流和提高生产和管理效率，不可能获得成功。(www.xing528.com)

制造技术的五组分学说中的五个组分是指：①产品与工艺设计技术；②生产制造技术；③信息沟通技术；④组织管理技术；⑤材料技术。

产品与工艺设计技术、生产制造技术和材料技术是传统制造技术的组成部分。机械设计师可利用的材料迅速地从钢铁扩展到轻金属、非金属、高分子材料、半导体材料、稀有材料以至纳米材料。在分子层次创造新材料的方法将使同一零件内材料组成可以不同，大大增加设计变化的空间。机械设计师当然需要及时补充相关新知识。

信息技术在制造过程中起着越来越重要的作用。如光机电一体化技术、制造业信息化、CAD/CAM技术、数控技术、智能制造、虚拟制造、电子商务等。21世纪的制造业必然是信息化、数字化、网络化和集成化的制造业。运用信息技术的能力是当今机械设计师最需要加强的新能力。

管理技术在机械工程中的地位和作用变得越来越重要。由于以往组织管理被排除在技术之外，长期以来成为一般机械设计师的弱项。在技术不断高速发展，而管理越来越跟不上的情况下，大量传统制造企业中的问题更多地出现在管理上，形成所谓“三分技术，七分管理”的局面。把管理技术视为制造技术的当然组成部分，是未来制造业顺利发展的必要的理论基础。对此，五组分学说中“Orgaware”的提法是一个有用的工具。

组织管理技术——OrgawareTechnology，在制造过程中应该包括所有为实现制造活动所需的组织支撑系统，如行政管理、通信交流、信息沟通、工作协调、组织结构、规章制度、标准规范等。而与组织管理技术密切相关的要素则是机制、体制和制度，管理体系，激励制度，以及人际联系、领导能力、协调能力、综合能力、判断能力、决策能力等。

支撑组织管理技术的学科知识是系统工程学、技术经济学、统筹学、组织学、行政学、心理学、统计学、管理学、营销学等。

时代要求制造技术的叠加融合，21世纪的制造业是以系统集成和交叉融合为基本理念的新型制造业。例如，机电一体化、数控机床、CAD/CAM、FMS、数字化制造技术体现了机械技术和电子信息技术的复合；精益生产、准时制生产、工业工程、质量控制反映了机械技术和管理技术的结合；现代化的客户管理系统、库存管理、现代物流都要求管理技术和信息技术的集成。而AMT、CIMS、ERP、虚拟企业、电子商务、网络联盟等现代制造理念和模式的实现，必须是机械技术、管理技术和信息技术三者融合集成的结果。

在美国所作的调查研究中，机械工程师未来必须具备的重要能力是通信能力、计算机编程能力、业务实践、工程基础、团队工作能力、跨专业理解能力、项目管理能力、学习能力、创造性、多语言能力等多种能力的综合。因此，时代需求越来越向复合型人才倾斜，新型制造业越来越需要复合型人才，这是普遍的趋势。