，肢体已被开发出来，并且具有诸如有力的运动和触摸反应等人体功能。

在人工器官移植手术方面的发展史迅速的，复杂的心肺机器和类似的设备使越来越复杂的手术得以进行，并使受重伤和重病病人的生命功能得以持续。

环境控制机械工程师的些最初的努力是要通过抽水来排涝或灌溉土地以及给矿井通风来控制人类的环境。

现代的制冷和空调厂普遍采用反向的热引擎，在这些地方动力吧热从冷的地方抽出送到更热的外部。

很多机械工程的产品以及其他领域的技术发展对环境有副作用，产生了噪音，引起了水和空气的污染，破坏了土地和风景。

商品和动力的生产率提高太快，以至于自然力的再生跟不上步伐。

对于机械工程师和他人来说，环境控制是个快速发展的领域，它包括开发尽可能产生少量污染物的机器和生产上序，以及开发新的设备和技术来减少和消除已造成的污染。

机械工程的作用机械工程师有四个上述所有领域的作用。

第个作用是理解和研究机械科学的基础。

它包括涉及力和运动的关系的动力学。

比如在在震动中的力和运动的关系自动控制研究各种形式的热能量动力之间关系的热力学流体流动热传递润滑和材料特性。

第个作用是依次地进行研究设计和开发该作用试图进行必要的改变以满足当前和将来的需要。

这工作不仅要求对机械科学有个清楚的了解，并且有把复杂系统分解成基本因素的能力。

而且还需要有创新性来进行人工合成和发明。

第个作用是生产产品和动力，包括计划运作和维护。

其目的在于维护或提高企业或机构的较长期的和生存能力声誉的同时，以最少的投资和消耗生产出最大的价值。

第个作用是机械工程师的协调作用，包括管理咨询以及在些情况下进行市场营销。

在所有这些作用中，体现出种长期不断地使用科学的方法，而不是传统的或直觉的方法，这是不断成长的机械工程专门技术的个方面。

这些新的合理化方法的典型名称有运筹学工程经济学逻辑法问题分析简称。

然而，创造性是无法合理化的。

正如在其他领域样，在机械工程中，能够采取重要的出人意料的并能开创出新方法的能力，仍然具有个人的即兴的特点。

机械工程设计机械设计是设计具有机械性质的事物或系统，如各种机器产品结构器械和仪表在很多情况下，机械设计要用到数学材料科学和工程力学等学科的知识。

机械工程设计包括所有的机械设计，但它研究得更广，因为它也包括所有机械工程的分支科学，如热力学和流体力学除了所需的基本学科外，在机械工程设计中最初学习的还是机械设计。

设计的各个阶段设计的整个过程从开始到结束，在这过程中，设计是以认定个需求并决定去为它做些什么而开始的。

经过很多重复之后，最后提出满足这要求的计划而结束这设计过程。

设计中考虑的因素。

有时在个系统中零件所需的强度是决定这零件的几何形状和尺寸大小的重要因素在这种情况下，我们说强度就是设计中要考虑的重要因素。

当我们使用设计考虑因素这表达方式时，我们是指影响零件设计或许整个系统设计的些性能。

在指定的设计情况下，通常必须对系列这样的性能加以考虑。

然而，为正确起见，我们应看到，在很多设计情况中，重要的设计考虑因素是不需进行计算或试验就能确定此零件或系统。

特别是学生们，当处于需要做出重要的设计决定而实际上又无法进行任运算的情形时，他们常常感到困惑。

这些并不是特别的情况，他们每天都发生设想下，比如在个医疗实验室机械的设计中，从销售的角度看，人们期望产生具有很高的强度和实用性的印象。

厚重的零件安装在起能产生机器很坚固的印象。

而有时机器和零件的设计完全是从风格的角度而并非其他角度考虑的。

我们陈述这些的目的就是为了你不被误导去相信每个设计决定都需要合理的数学方法。

制造是指企业参与把原材料变成成品。

制造有个明确的阶段。

他们是输入加工输出。

第个阶段包括所有生产符合市场需要产品的必要因素。

首先要有对该产品的需求，有必要的材料，同时还需要诸如能源时间人类的知识和技术等资源。

最后，需要资金来获取所有其他的资源。

输入阶段的资源经过第二个阶段的各个过程加以分配。

这些过程吧原有材料加工成成品。

先完成设计，基于这个设计，再形成各种计划。

计划通过各种生产工艺得以实施。

对各种资源和工艺进行管理以保证效率和生产率。

例如必须要仔细管理资源以确保使用得当。

最后，所谈论的产品被投入市场。

最后阶段是输出阶段或成品阶段。

旦成品为人所购买，就必须把它运送到用户手中。

根据产品的性能，可能要进行安装和进步调试，此外有些产品尤其是那些非常复杂的产品对用户进行培训很重要。

制造中的材料和工艺这里所说的工程材料分成两大类金属和非金属材料。

金属材料又进步分为黑色金属和有色金属高性能合金和粉末金属。

非金属进步分为塑料合成橡胶复合材料和陶瓷。

这里所说的生产过程分成几个打的过程，其中包括成型锻造铸造翻砂热处理固定连接，计量质量控制以及材料的切削。

其中的每个工艺又可进步分成其他的工艺。

制造业发展的各个阶段这些年来，制造过程走过了四个截然不同的发展阶段，尽管相互重叠。

这些阶段是第阶段手工阶段，第二阶段机械化，第三阶段自动化，第四阶段集成化。

当人类最初将原材料加工成成品时，他们使用手工工艺。

每件东西都是用手和手工操作的工具制成的。

这是完全集成化生产的雏形。

个人确定需求收集材料设计个产品来满足这种需求，生产这种产品并使用它。

从开始到结束，切都集中于做这个工作的人的头脑中。

后来在工业革命时期引入了机械化的生产过程，人们开始使用机器来完成先前手工完成的工作。

这导致了工作的专门化。

专门化反过来也减少了制造中集成化的因素。

在这发展阶段，制造工人仅能看到他们生产的具体的工件所代表的整个生产过程的那部分。

人们无法说明白他们的工作是如何配合整个生产过程的，或者他们生产的零件时如何装进个成品的。

制造工艺发展下的个阶段是选定的工艺的自动化。

这就是用计算机控制机器和工艺。

在这阶段，自动化孤岛开始出现在车间里。

每个岛代表了产品生产的个明确的工艺或组工艺。

尽管这些自动化孤岛的确提高了岛内部的单个工艺的生产率，但是整体的生产率往往没有变化。

这是因为这些岛是夹在其他没有自动化的生产过程的中间，而且不与他们同步。

最终的结果是，工件高校快速的通过自动化的工艺，可是却在人工部分停滞了下来，造成了瓶颈现象。

为更好的理解这问题，你可以设想下在交通高峰期驾车从个红灯处到下个红灯处的情景。

偶尔你会找到车少的地段，超过正在缓慢移动的车，可结果却发现在下个红灯处被耽搁了。

你在短时间的加速行驶的实质的效果被下个红灯处的阻塞抵消了。

如果你和其他司机能使你们的速度与红灯的变化同步。

就会前进的更快。

那么，所有的车都会始终如地平稳地运行，最后每个人都前进较快。

在车间里对稳定同步的流水作业的需求，促使了集成化制造的发展。

这是个仍在形成中的工艺。

在完全集成化情况下，机器和加工都是计算机控制的，集成化也是通过计算机完成的。

比如在上段的模拟问题中，计算机将使所有车的行进与红灯的变化相配合。

以使每个人都能稳定地行驶。

科学地分析运动时间和各种力的学科叫力学，它由两部分组成静力学和动力学。

静力学研究分析静止不动的系统，也就是说在这些系统中，时间不是考虑的因素，而动力学研究分析随时间变化而变化的系统。

动力学也由两部分构成。

在年首次将它们看作两个不同的分支刚体运动的研究可以方便地分成两部分是几何，另个是力学。

第部分是在不考虑运动原因的情况下来研究刚体从个指定位置到另外任点的移动，而且必须用解析公式来体现，公式将确定刚体没点的位置。

因此，这研究仅仅是关于几何学的，更确切地说是关于实体物切割术的。

很明显，把部分和本来属于机械学的那部分分开，从动力学原理来研究运动，这比把两部分合起来考虑容易很多。

属于动力学的这两部分后来被分成两个不同的学科，运动学和动力学，分别研究运动和产生运动的力。

因此，设计机械系统的首要问题是理解它的运动学。

运动学研究运动，而不是研究产生它的力。

更确切的运动学是研究位移位置旋转速度速率和加速度的学科，比如说，研究行星或轨道的运动也是个运动学问题。

在上述引用的内容中应注意的是把动力学分成运动学和动力学是基于它们是研究刚体的假设基础之上的。

在这个非常重要的前提基础上才允许分别对待这两门学科。

对于柔体柔体本身的形状乃至于柔性物体的运动取决于作用于它们身上的力。

在这种情况下，须同时研究力和运动，因此很大程度上增加了分析的复杂性。

幸运的是，尽管真正的机器零件或多或少都是可弯曲的，设计机器时通常是设计用刚性材料，使零件挠曲降到最低。

因此，当分析机器的运动学的性能时，人们常常假设挠曲是可忽略的，零件是刚性的，而且当载荷以知时，在运动分析结束后，再设计零件以便证实这个假设。

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