系統(tǒng)工程的萌芽19世紀(jì)末，電力、石油等新能源的開(kāi)發(fā)大大促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。電氣化工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的出現(xiàn)又使生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備日趨復(fù)雜，并進(jìn)一步促使交通和通信系統(tǒng)大規(guī)模擴(kuò)建。同時(shí),物質(zhì)的生產(chǎn)開(kāi)始豐富,市場(chǎng)的需求成為制約生產(chǎn)發(fā)展的重要因素，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始出現(xiàn)。在這種情況下，人們開(kāi)始重視生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)之間的協(xié)調(diào)和綜合，即開(kāi)始運(yùn)用系統(tǒng)思想來(lái)研究這類(lèi)問(wèn)題。另一方面，經(jīng)典物理學(xué)的最終完成使人們認(rèn)識(shí)到，只有通過(guò)對(duì)客觀事物的數(shù)學(xué)描述才能深入分析事物的本質(zhì)、了解它的構(gòu)成機(jī)理和各種變異。人們開(kāi)始用數(shù)學(xué)模型和分析的方法去研究工程、經(jīng)濟(jì)、生物、軍事和社會(huì)等方面的系統(tǒng)。

排隊(duì)論的產(chǎn)生1910年，丹麥數(shù)學(xué)家A.K.埃爾朗受熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)平衡理論的啟發(fā)而建立了電話系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)平衡模型。1925年，美國(guó)電話電報(bào)公司成立貝爾電話實(shí)驗(yàn)室時(shí)，就在該室內(nèi)設(shè)立了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)部。貝爾電話實(shí)驗(yàn)室發(fā)展了埃爾朗的電話系統(tǒng)模型，創(chuàng)造了一套電話系統(tǒng)分級(jí)復(fù)聯(lián)的科學(xué)方法，并利用概率模擬裝置，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)求出最佳通話服務(wù)方式。30年代，瑞典數(shù)學(xué)家巴爾姆和蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家欣欽又對(duì)電話呼叫過(guò)程進(jìn)行深入的數(shù)學(xué)分析，提出呼叫過(guò)程的普遍性、平穩(wěn)性、有限性和無(wú)后效性等4個(gè)特征,奠定了關(guān)于系統(tǒng)中隨機(jī)聚散現(xiàn)象的基本理論──排隊(duì)論的理論基礎(chǔ)。在近代工程技術(shù)中對(duì)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展影響最大的首推電話通信工程。

企業(yè)管理的早期研究美國(guó)管理學(xué)家F.W.泰勒繼承前人對(duì)勞動(dòng)工時(shí)的研究，從系統(tǒng)的角度來(lái)研究提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。他通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度能使生產(chǎn)量成倍增長(zhǎng)以及計(jì)件工資和超產(chǎn)獎(jiǎng)勵(lì)的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上制定勞動(dòng)定額、合理安排工序。1911年，泰勒發(fā)表《科學(xué)管理》一書(shū),創(chuàng)立了著名的泰勒制。1939年,蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家Л.В.康托羅維奇發(fā)表《生產(chǎn)組織與計(jì)劃的數(shù)學(xué)方法》。他認(rèn)為提高工業(yè)生產(chǎn)率的途徑除改進(jìn)技術(shù)（即改進(jìn)設(shè)備、工藝和尋找優(yōu)質(zhì)原料等）外，還需要在生產(chǎn)組織計(jì)劃方面尋求改進(jìn)，即正確分配設(shè)備、訂貨、原料和燃料等。他采用了與經(jīng)典數(shù)學(xué)分析求解極值迥然不同的解乘數(shù)法。這些工作與運(yùn)籌學(xué)結(jié)合起來(lái)為現(xiàn)代管理科學(xué)的形成創(chuàng)造了條件。

經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)建模的早期工作19世紀(jì)出現(xiàn)的埃杰維斯合同曲線和瓦爾拉經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)平衡模型是運(yùn)用數(shù)學(xué)研究經(jīng)濟(jì)的早期嘗試。1936年，W.列昂捷夫把瓦爾拉供求模型的平衡方程應(yīng)用到集中計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的情況，提出了投入產(chǎn)出模型。此后投入產(chǎn)出模型成為系統(tǒng)工程應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)分析和經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)的重要工具。30年代初，荷蘭物理學(xué)家J.廷伯赫等人將建模和數(shù)學(xué)方法引入經(jīng)濟(jì)學(xué)，建立了計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)。1928年,數(shù)學(xué)家J.von諾伊曼在與維也納經(jīng)濟(jì)學(xué)家討論經(jīng)濟(jì)問(wèn)題中競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象的博弈對(duì)策時(shí)，完成了對(duì)策論（又稱(chēng)博弈論）的奠基性工作。1944年諾伊曼和經(jīng)濟(jì)學(xué)家O.莫根施特恩合作發(fā)表了對(duì)策論的專(zhuān)著《競(jìng)賽理論與經(jīng)濟(jì)行為》。1936年諾伊曼和瓦爾德先后發(fā)表了關(guān)于經(jīng)濟(jì)平衡方程與不動(dòng)點(diǎn)原理的文章，為瓦爾拉模型建立了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)基礎(chǔ)。這項(xiàng)工作后來(lái)被發(fā)展成數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)。

一般系統(tǒng)論、信息論和控制論30年代，生物學(xué)界提出了生命有機(jī)體論，把生命看成是一個(gè)有機(jī)整體用以解釋復(fù)雜的生命現(xiàn)象。 L.von貝塔朗菲用協(xié)調(diào)、有序、目的性等概念來(lái)研究生命有機(jī)體，并把系統(tǒng)定義為相互作用的諸要素的復(fù)合體，具有特殊的整體水平的功能和屬性。他還提出開(kāi)放系統(tǒng)概念，認(rèn)為要從有機(jī)體與環(huán)境的相互作用來(lái)說(shuō)明生命的本質(zhì)。1937年，貝塔朗菲首先提出一般系統(tǒng)論的原理，并于1945年發(fā)表《關(guān)于一般系統(tǒng)論》。他指出這個(gè)理論屬于邏輯和數(shù)學(xué)的領(lǐng)域，任務(wù)是建立適用于系統(tǒng)的一般原則。40年代以來(lái)，隨著通信技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化的興起，出現(xiàn)了研究系統(tǒng)中信息和控制的基本規(guī)律的信息論和控制論。N.維納提出的控制論和C.E.香農(nóng)提出的信息論幾乎是與一般系統(tǒng)論同時(shí)出現(xiàn)的。一般系統(tǒng)論提出的對(duì)系統(tǒng)的描述性的研究方法為后來(lái)系統(tǒng)學(xué)的形成做了先導(dǎo)。而信息論和控制論則為系統(tǒng)工程的發(fā)展提供了養(yǎng)分。

軍事系統(tǒng)模型和運(yùn)籌學(xué)在第一次和第二次世界大戰(zhàn)期間，軍事上的需要促使人們?nèi)パ芯刻岣咦鲬?zhàn)指揮能力和武器效能的方法。1914年～1916年期間，英國(guó)F.W.蘭徹斯特提出描述作戰(zhàn)雙方兵力變化過(guò)程的數(shù)學(xué)方程式，后稱(chēng)蘭徹斯特方程。30年代后期，英國(guó)成立了世界上第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)研究小組，研究雷達(dá)配置和高炮效率。后來(lái)又在陸、海、空三軍分別設(shè)置研究組織，研究雷達(dá)的合理配置和運(yùn)用、飛機(jī)出擊時(shí)間和隊(duì)形編列的效能以及有效的后勤保障等問(wèn)題。美國(guó)和加拿大等國(guó)也相繼成立運(yùn)籌學(xué)研究組織。美國(guó)數(shù)學(xué)家用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法研究反潛問(wèn)題，提出了艦艇躲避或攻擊潛艇的最優(yōu)戰(zhàn)術(shù)。第二次世界大戰(zhàn)以后，運(yùn)籌學(xué)迅速推廣到經(jīng)濟(jì)管理部門(mén)，為制定政策提供依據(jù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。1951年，美國(guó)P.M.莫爾斯和G.E.金布爾合著《運(yùn)籌學(xué)》一書(shū)的出版標(biāo)志著運(yùn)籌學(xué)的成熟。

在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前的半個(gè)世紀(jì)中，數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、工程師、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、生物學(xué)家們所作的大量開(kāi)創(chuàng)性和學(xué)科交叉性的工作，為系統(tǒng)工程的誕生準(zhǔn)備了充分的條件。其中特別是運(yùn)籌學(xué)的產(chǎn)生更具有重要意義。運(yùn)籌學(xué)研究實(shí)際系統(tǒng)的有效運(yùn)用問(wèn)題，可為系統(tǒng)優(yōu)化提供一整套定量研究方法。運(yùn)籌學(xué)后來(lái)成為系統(tǒng)工程方法論最主要的思想和方法的源泉。

系統(tǒng)工程的產(chǎn)生第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)迅猛進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)空前發(fā)展，同時(shí)資源和生態(tài)環(huán)境也嚴(yán)重惡化。人們面臨著越來(lái)越復(fù)雜的大系統(tǒng)的組織、管理、協(xié)調(diào)、規(guī)劃、計(jì)劃、預(yù)測(cè)和控制等問(wèn)題。這些問(wèn)題的特點(diǎn)是在空間活動(dòng)規(guī)模上越來(lái)越大，時(shí)間上變化越來(lái)越快，層次結(jié)構(gòu)上越來(lái)越復(fù)雜，后果和影響上越來(lái)越深遠(yuǎn)和廣泛。要解決這樣高度復(fù)雜的問(wèn)題，單靠人的經(jīng)驗(yàn)已顯得無(wú)能為力，需要采用科學(xué)的方法。信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展又大大提高了信息的收集、存儲(chǔ)、傳遞和處理的能力，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)的組織和管理提供了強(qiáng)有力的手段。系統(tǒng)工程正是在這樣的情況下，首先從軍事和大型工程系統(tǒng)的研制中產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。

美國(guó)微波中繼通信網(wǎng)美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室在1940年開(kāi)始建立橫跨美國(guó)東西部的微波中繼通信網(wǎng)時(shí)就充分利用當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)成就來(lái)規(guī)劃和設(shè)計(jì)新系統(tǒng)。這項(xiàng)工作因第二次世界大戰(zhàn)而停頓。戰(zhàn)后分別于1947年和1951年完成該網(wǎng)的TD-X和TD-2系統(tǒng)，并投入使用。貝爾電話實(shí)驗(yàn)室遂于1951年正式把研制微波通信網(wǎng)的方法命名為系統(tǒng)工程。

蘭德公司和系統(tǒng)分析1945年，美國(guó)國(guó)防部和科學(xué)研究開(kāi)發(fā)署與道格拉斯飛機(jī)公司訂立了稱(chēng)為蘭德計(jì)劃的合同，為美國(guó)空軍研究洲際戰(zhàn)爭(zhēng)，并提出有關(guān)技術(shù)和設(shè)備的建議。1947年，在福特基金會(huì)的支持下，成立了蘭德公司，繼續(xù)為戰(zhàn)后美國(guó)空軍的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃提供咨詢(xún)服務(wù)。50年代以后，擴(kuò)大了工作范圍，成為一個(gè)非營(yíng)利的咨詢(xún)機(jī)構(gòu)。蘭德公司在多年積累的研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了系統(tǒng)分析。系統(tǒng)分析的目的是根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)尋求最優(yōu)方案。系統(tǒng)分析幾乎是同系統(tǒng)工程并行地發(fā)展起來(lái)的，這兩個(gè)名詞之間也常出現(xiàn)混用現(xiàn)象。蘭德公司創(chuàng)造的系統(tǒng)分析以及規(guī)劃計(jì)劃預(yù)算編制法（見(jiàn)規(guī)劃計(jì)劃預(yù)算系統(tǒng)）、特爾斐法、社會(huì)實(shí)驗(yàn)法等方法豐富了系統(tǒng)工程方法論。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)管理50年代末，為了管理大型工程項(xiàng)目，在線條圖的基礎(chǔ)上發(fā)展了用于系統(tǒng)管理的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。1957年，美國(guó)杜邦公司發(fā)展了協(xié)調(diào)大企業(yè)內(nèi)各部門(mén)工作的關(guān)鍵路線法。1958年，美國(guó)海軍特別計(jì)劃局在執(zhí)行“北極星”導(dǎo)彈核潛艇計(jì)劃中發(fā)展了控制工程進(jìn)度的新方法──計(jì)劃協(xié)調(diào)技術(shù)，使“北極星”導(dǎo)彈提前兩年研制成功。這些方法用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)管理，可在不增加人力、物力和財(cái)力的情況下使工程進(jìn)度提前、成本降低。

阿波羅工程美國(guó)1961年開(kāi)始進(jìn)行的阿波羅工程，由地面、空間和登月三部分組成，于1972年成功結(jié)束。在工程高峰時(shí)期有兩萬(wàn)多家廠商、 200余所高等院校和80多個(gè)研究機(jī)構(gòu)參予研制和生產(chǎn),總?cè)藬?shù)超過(guò)30萬(wàn)人,耗資255億美元。完成阿波羅工程不僅需要火箭技術(shù),還需要了解宇宙空間和月球本身的環(huán)境。為此又專(zhuān)門(mén)制定了“水星”計(jì)劃和“雙子星座”計(jì)劃，以探明人在宇宙空間飛行的生活和工作條件。為了完成這項(xiàng)龐大和復(fù)雜的計(jì)劃，美國(guó)航空航天局成立了總體設(shè)計(jì)部以及系統(tǒng)和分系統(tǒng)的型號(hào)辦公室，以對(duì)整個(gè)計(jì)劃進(jìn)行組織、協(xié)調(diào)和管理。在執(zhí)行計(jì)劃過(guò)程中自始至終采用了系統(tǒng)分析、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，并把計(jì)劃協(xié)調(diào)技術(shù)發(fā)展成隨機(jī)協(xié)調(diào)技術(shù)。由于采用了成本估算和分析技術(shù)，使這項(xiàng)無(wú)前例的龐大工程基本上按預(yù)算完成。阿波羅工程的圓滿(mǎn)成功使世界各國(guó)開(kāi)始接受系統(tǒng)工程。

系統(tǒng)工程方法論的形成1957年，美國(guó)的H.H.古德和R.E.麥克霍爾合作發(fā)表了第一本完整的系統(tǒng)工程教科書(shū)──《系統(tǒng)工程》。麥克霍爾又于1965年發(fā)表了《系統(tǒng)工程手冊(cè)》一書(shū)。這兩本書(shū)以豐富的軍事素材論述了系統(tǒng)工程的原理和方法。1962年，A.D.霍爾發(fā)表的《系統(tǒng)工程方法論》一書(shū)反映了作者長(zhǎng)期從事通信系統(tǒng)工程的成果，內(nèi)容涉及系統(tǒng)環(huán)境、系統(tǒng)要素、系統(tǒng)理論、系統(tǒng)技術(shù)、系統(tǒng)數(shù)學(xué)等方面。A.D.霍爾還于1969年提出著名的霍爾三維結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)工程形態(tài)圖。60年代末關(guān)于軍事和工程等硬系統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法論已臻于完善。

系統(tǒng)工程教育系統(tǒng)工程教育始于50年代。當(dāng)時(shí)已開(kāi)始在高等院校開(kāi)設(shè)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課，成立系統(tǒng)工程系或者在公司企業(yè)內(nèi)部辦培訓(xùn)班來(lái)培養(yǎng)人才。60年代以來(lái)，許多國(guó)家已開(kāi)始大量培養(yǎng)系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)分析師和系統(tǒng)科學(xué)家。

系統(tǒng)工程的發(fā)展70年代以來(lái)，系統(tǒng)工程發(fā)展的趨勢(shì)是應(yīng)用領(lǐng)域繼續(xù)向社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面擴(kuò)展和發(fā)展應(yīng)用于軟系統(tǒng)工程的方法論。1972年在一些國(guó)家科學(xué)院的倡議下，在維也納成立了國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所。它是一個(gè)用系統(tǒng)工程方法研究復(fù)雜的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等問(wèn)題的國(guó)際性研究機(jī)構(gòu)。該所先后選擇了能源、環(huán)境、生態(tài)、城市建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)等研究課題，在推動(dòng)系統(tǒng)工程的發(fā)展和應(yīng)用方面產(chǎn)生了重要影響。

系統(tǒng)建模和系統(tǒng)仿真系統(tǒng)工程作為一門(mén)定量技術(shù)，可概括為系統(tǒng)建模、系統(tǒng)仿真、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)優(yōu)化 4個(gè)方面。系統(tǒng)建模是將一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、輸入輸出關(guān)系和系統(tǒng)功能用數(shù)學(xué)模型加以描述。系統(tǒng)仿真是在計(jì)算機(jī)上對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。系統(tǒng)仿真便于改變模型參數(shù)以獲得各種方案，以便選擇最優(yōu)方案和設(shè)計(jì)最合理的系統(tǒng)。隨著系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，首先需要發(fā)展系統(tǒng)建模和系統(tǒng)仿真，這項(xiàng)工作需要融合多學(xué)科的知識(shí)和不同領(lǐng)域的專(zhuān)家通力合作。60年代提出的模糊子集合理論，70年代出現(xiàn)的大系統(tǒng)理論、隊(duì)決策理論和以前建立的運(yùn)籌學(xué)、對(duì)策論、控制論、現(xiàn)代控制理論、信息論以及有關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的學(xué)科都可為系統(tǒng)建模提供素材、方法和原理。

1952年，J.廷伯赫提出了適用于靜態(tài)和平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的線性鎮(zhèn)定策略理論。1953年，A.塔斯庭首先采用自動(dòng)控制理論的觀點(diǎn)來(lái)解決經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。1954年，A.W.菲利普斯又采用 PID（比例-積分-微分）控制原理來(lái)改善經(jīng)濟(jì)政策的穩(wěn)定性。50年代中期，H.A.西蒙等人研究了宏觀經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)控制問(wèn)題。60年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院教授J.W.福雷斯特應(yīng)用控制理論和計(jì)算機(jī)仿真研究復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)創(chuàng)立了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。它是一種適用于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的建模和仿真方法，可用于對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行初步的研究。1965年，羅馬尼亞出版了《經(jīng)濟(jì)控制論》一書(shū)。1978年,在第4屆國(guó)際控制論和系統(tǒng)大會(huì)上討論了控制論和社會(huì)的關(guān)系，提出了社會(huì)控制論。在經(jīng)濟(jì)方面的主要建模方法已有投入產(chǎn)出模型、計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型和經(jīng)濟(jì)控制論模型等。由于人們對(duì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的掌握還不很充分，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)建模尚處在初級(jí)階段。70年代以來(lái)，人們?cè)噲D對(duì)世界范圍內(nèi)的資源、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式等重大問(wèn)題進(jìn)行定量研究和預(yù)測(cè)，構(gòu)造了大量模型。J.W.福雷斯特和D.梅多斯分別在1971年和1972年提出著名的世界模型Ⅱ和世界模型Ⅲ。此后，不少?lài)?guó)家的學(xué)者紛紛提出各種世界模型，諸如生存戰(zhàn)略模型、發(fā)展新景世界模型、重建新秩序世界模型、世界經(jīng)濟(jì)模型、人類(lèi)發(fā)展目標(biāo)世界模型等。

在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、管理等有人參與的復(fù)雜系統(tǒng)中，人的行為受心理、經(jīng)驗(yàn)等因素偶然變化的影響，使系統(tǒng)有很大的不確定性。人的思維本身也具有模糊性，需要用模糊子集合描述。在現(xiàn)代社會(huì)中，人類(lèi)活動(dòng)范圍日益廣闊，制定完善策略所需知識(shí)和信息迅速增加，已經(jīng)達(dá)到任何一個(gè)決策人或機(jī)構(gòu)無(wú)法完全收集和處理的程度。信息和決策功能的分散化勢(shì)在必行。社會(huì)系統(tǒng)是迄今為止最復(fù)雜的系統(tǒng)。1972年，何毓琦和祝開(kāi)景把隊(duì)決策理論的研究范圍從靜態(tài)推廣到動(dòng)態(tài)情況。隊(duì)決策理論可為大型分散控制（管理）系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)（即信息在處于不同層次和空間位置上的決策人之間的分配）和相應(yīng)的控制（管理）策略提供設(shè)計(jì)的參考。對(duì)策論與決策論和行為科學(xué)等結(jié)合起來(lái)在主從對(duì)策(又稱(chēng)斯塔克爾貝格對(duì)策)和激勵(lì)對(duì)策方面的研究，提供了一種適用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng)的建模方法。這種建模方法反映了系統(tǒng)中的層次結(jié)構(gòu)，可用于宏觀控制政策的制定。對(duì)策論就理論框架而言，是研究社會(huì)系統(tǒng)的理想工具。但是，對(duì)策論把人的社會(huì)性、復(fù)雜性、心理和行為的不確定性大大簡(jiǎn)化了。對(duì)策論目前的成就還不能處理社會(huì)系統(tǒng)的復(fù)雜性問(wèn)題。對(duì)于社會(huì)系統(tǒng)，需要采用定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)研究方法（見(jiàn)系統(tǒng)學(xué)）。

軟系統(tǒng)工程方法論70年代以來(lái)，人們開(kāi)始重視對(duì)軟系統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法論的研究。霍爾的系統(tǒng)工程方法論來(lái)源于硬系統(tǒng)。硬系統(tǒng)或稱(chēng)良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指機(jī)理清楚，能用明確的數(shù)學(xué)模型描述的系統(tǒng)，如物理系統(tǒng)和工程系統(tǒng)。對(duì)于硬系統(tǒng)已有較好的定量研究方法，可以計(jì)算出系統(tǒng)行為和最優(yōu)的結(jié)果。軟系統(tǒng)或稱(chēng)不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指機(jī)理不清，很難用明確的數(shù)學(xué)模型描述的系統(tǒng)，如社會(huì)系統(tǒng)和生物系統(tǒng)。軟系統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法論一般處理較粗的信息，而且以定性為主。80年代，英國(guó)系統(tǒng)科學(xué)家P.B.切克蘭德提出了一套以學(xué)習(xí)、調(diào)查過(guò)程為主的軟系統(tǒng)工程方法論。常用軟系統(tǒng)工程方法有特爾斐法、智暴、想定情景法、生活質(zhì)量法、層次分析法等。此外，模糊子集合理論、對(duì)策論、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和聚類(lèi)分析、相關(guān)分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法以及心理學(xué)和社會(huì)學(xué)中的不少方法都可借鑒使用。

系統(tǒng)工程應(yīng)用軟件70年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是軟件工程的發(fā)展促進(jìn)了系統(tǒng)工程的發(fā)展。人工智能的發(fā)展，特別是專(zhuān)家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)的出現(xiàn)為系統(tǒng)工程的定性和定量研究方法提供了有力的工具。現(xiàn)在已出現(xiàn)許多高效率的系統(tǒng)工程算法和軟件。例如，已有線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、排隊(duì)排序、庫(kù)存管理、計(jì)劃協(xié)調(diào)技術(shù)/關(guān)鍵路線法、計(jì)劃協(xié)調(diào)實(shí)時(shí)控制、系統(tǒng)建模、實(shí)時(shí)仿真、作戰(zhàn)模擬、決策支持系統(tǒng)、決策室等成套應(yīng)用軟件和完整的系統(tǒng)作為商品出售。系統(tǒng)工程采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并配以大屏幕圖形顯示和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，可以顯示全部或局部網(wǎng)絡(luò),還可以實(shí)時(shí)地用光筆修改,經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把修改過(guò)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃傳送給各個(gè)執(zhí)行單位。這種系統(tǒng)是上級(jí)部門(mén)進(jìn)行決策和指揮協(xié)調(diào)的有力工具。

系統(tǒng)科學(xué)體系的形成70年代以來(lái),一批數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、生物學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家從不同的側(cè)面研究系統(tǒng)的演化規(guī)律，取得了豐碩的成果。其中較有代表性的是70年代初聯(lián)邦德國(guó)理論物理學(xué)家H.哈肯創(chuàng)立的協(xié)同學(xué)，1969年比利時(shí)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)家I.普里戈金創(chuàng)立的耗散結(jié)構(gòu)理論和1971年聯(lián)邦德國(guó)生物物理學(xué)家M.艾根提出的超循環(huán)理論。這些理論和早在30年代由 L.von貝塔朗菲創(chuàng)立的一般系統(tǒng)論以及60年代由法國(guó)數(shù)學(xué)家R.托姆建立的突變論一起為系統(tǒng)學(xué)的建立提供了初步基礎(chǔ)。

1979年，中國(guó)科學(xué)家錢(qián)學(xué)森提出建立系統(tǒng)科學(xué)體系的完整思想。他認(rèn)為系統(tǒng)科學(xué)是以系統(tǒng)為研究和應(yīng)用對(duì)象的一個(gè)科學(xué)技術(shù)部門(mén)。如同自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)一樣，它是由三個(gè)層次組成的，即：①系統(tǒng)工程，它是系統(tǒng)科學(xué)的下層技術(shù)層次，是用系統(tǒng)思想直接改造客觀世界的技術(shù)；②系統(tǒng)科學(xué)的技術(shù)科學(xué)層次，包括運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論等；③系統(tǒng)學(xué)，是系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)。系統(tǒng)學(xué)是研究系統(tǒng)一般演化規(guī)律的學(xué)科，目前尚處于形成階段。系統(tǒng)科學(xué)與哲學(xué)之間的橋梁則稱(chēng)為系統(tǒng)論或系統(tǒng)觀，它為發(fā)展和深化馬克思主義唯物辯證法提供素材。系統(tǒng)科學(xué)體系的形成標(biāo)志著系統(tǒng)工程已經(jīng)逐步成熟。2100433B

人們對(duì)于系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，即關(guān)于系統(tǒng)的思想來(lái)源于社會(huì)實(shí)踐，人們?cè)陂L(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐中逐漸形成了把事物的各個(gè)組成部分聯(lián)系起來(lái)從整體角度進(jìn)行分析和綜合的思想，即系統(tǒng)思想。系統(tǒng)思想古已有之，但系統(tǒng)工程的誕生卻是近40年來(lái)的事。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，迫切地需要發(fā)展一種能有效地組織和管理復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的技術(shù)，即系統(tǒng)工程。美國(guó)貝爾電話公司在建成美國(guó)微波中繼通信網(wǎng)后,于1951年正式提出系統(tǒng)工程這個(gè)名詞。1972年，歷時(shí)11年的美國(guó)載人登月的阿波羅工程自始至終運(yùn)用系統(tǒng)工程取得了圓滿(mǎn)成功。此后，系統(tǒng)工程被世界各國(guó)普遍接受。它的應(yīng)用范圍也逐漸地從軍事系統(tǒng)和工程系統(tǒng)擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)等，并從解決部門(mén)和國(guó)家范圍內(nèi)的問(wèn)題進(jìn)展到探討全球性的重大問(wèn)題。

系統(tǒng)思想的形成系統(tǒng)思想的形成可追溯到古代。中國(guó)古代著作《易經(jīng)》、《尚書(shū)》中提出了蘊(yùn)含有系統(tǒng)思想的陰陽(yáng)、 五行、 八卦等學(xué)說(shuō)。中國(guó)古代經(jīng)典醫(yī)著<黃帝內(nèi)經(jīng)>把人體看作是由各種器官有機(jī)地聯(lián)系在一起的整體，主張從整體上研究人體的病因。古希臘哲學(xué)家赫拉克利特在《論自然界》一書(shū)中指出：“世界是包括一切的整體。”古希臘哲學(xué)家德謨克利特認(rèn)為一切物質(zhì)都是原子和空虛組成的。他的《世界大系統(tǒng)》一書(shū)是最早采用系統(tǒng)這個(gè)名詞的著作。古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出整體大于部分之和的觀點(diǎn)。古代系統(tǒng)思想還表現(xiàn)在一些著名的古代工程中。埃及的金字塔和中國(guó)的長(zhǎng)城、大運(yùn)河、都江堰以及《夢(mèng)溪筆談》中敘述的皇宮重建工程無(wú)不體現(xiàn)樸素的系統(tǒng)思想(見(jiàn)中國(guó)古代系統(tǒng)思想)。古代系統(tǒng)思想常用猜測(cè)的和臆想的聯(lián)系代替尚未了解的聯(lián)系，是自然哲學(xué)式的。

16世紀(jì)，近代自然科學(xué)興起。在當(dāng)時(shí)的條件下難以從整體上對(duì)復(fù)雜的事物進(jìn)行周密的考察和精確的研究。因此，近代自然科學(xué)的研究方法是把整體的系統(tǒng)逐步地分解,研究每個(gè)較簡(jiǎn)單的組成部分,排除臆想的東西。這種方法后來(lái)被稱(chēng)為還原論和機(jī)械唯物論。但是，在當(dāng)時(shí)這種方法還是先進(jìn)的。它的進(jìn)步作用曾得到F.恩格斯的肯定。到19世紀(jì)，科學(xué)的系統(tǒng)思想才逐漸形成。恩格斯在《路德維希·費(fèi)爾巴哈和德國(guó)古典哲學(xué)的終結(jié)》一文中指出：“一個(gè)偉大的基本思想，即認(rèn)為世界不是一成不變的事物的集合體，而是過(guò)程的集合體。其中各個(gè)似乎穩(wěn)定的事物以及它們?cè)谖覀冾^腦中的思想反映即概念，都處在生成和滅亡的不斷變化中。在這種變化中，前進(jìn)的發(fā)展，不管一切表面的偶然性，也不管一切暫時(shí)的倒退，終究會(huì)給自己開(kāi)辟出道路。”恩格斯的這段話標(biāo)志著科學(xué)的現(xiàn)代系統(tǒng)思想的產(chǎn)生。

亂世演武，盛世修文。今改革開(kāi)放，國(guó)泰民安；水利建設(shè)入列國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，引酉二期工程也已相繼開(kāi)工。撫今追昔，更加懷念當(dāng)年官民同心以赴、共創(chuàng)現(xiàn)代水利神話的崢嶸歲月。回望工程上馬三十七載滄桑巨變，可紀(jì)念者三。

引酉者驚天地、泣鬼神之壯舉，前有幾代仁人志士為之踏勘籌劃、殫精竭慮，后有地方黨政領(lǐng)導(dǎo)果斷決策、勉力躬行，繼有十萬(wàn)建設(shè)大軍前仆后繼、背水決戰(zhàn)，期間涌現(xiàn)出羅曲鐵姑娘排等。

今百年夢(mèng)想成真，人工天河穿云破霧而前出，為千年旱區(qū)引得源頭活水，此足以告慰引酉先軀和烈士于地下，又可撫慰幾代工程建設(shè)者于當(dāng)世。

自工程上馬以來(lái)，歷經(jīng)十二年艱苦奮斗，1987年一期工程竣工驗(yàn)收，又歷經(jīng)多年延伸加固，于今引灌體系日臻完善，灌區(qū)生民賴(lài)引酉以安居樂(lè)業(yè)，我縣今日之富庶安定，端賴(lài)引酉工程甚巨。而況既為震古爍今之水利巨構(gòu)，當(dāng)如古之都江堰、今之紅旗渠，勢(shì)成不朽人造勝景，且為華陽(yáng)景區(qū)必經(jīng)，必將拉動(dòng)旅游業(yè)和新農(nóng)村建設(shè)，誠(chéng)所謂功在當(dāng)代、利在千秋，

歲月不居，來(lái)者可追，當(dāng)年百里工地你追我趕、奮勇?tīng)?zhēng)先的忘我勞動(dòng)場(chǎng)面，早已織入這一片大地的記憶深處，然而以鮮血和生命鍛造而成的引酉精神，恰如一座光華四射的豐碑，時(shí)刻詮釋著“艱苦創(chuàng)業(yè)、樂(lè)于奉獻(xiàn)、頑強(qiáng)拼搏、敢于勝利”的精神內(nèi)涵，將激勵(lì)來(lái)者從前人的標(biāo)高起步，以強(qiáng)勢(shì)進(jìn)取的姿態(tài)開(kāi)創(chuàng)新紀(jì)擁抱未來(lái)。

爰立此碑，以彰其事；勒石作歌，鐫以永志。2100433B

第1章緒論

1.1機(jī)械發(fā)展的歷史分期

1.1.1古代(公元前5000年左右至歐洲文藝復(fù)興)

1.1.2近代(文藝復(fù)興至第二次工業(yè)革命結(jié)束)

1.1.3當(dāng)代(19世紀(jì)末的新物理學(xué)革命以來(lái))

1.2自然、社會(huì)、科學(xué)和技術(shù)間的幾個(gè)重要關(guān)系

1.2.1第一個(gè)重要關(guān)系： 社會(huì)、科技和自然

1.2.2第二個(gè)重要關(guān)系： 科技發(fā)展背后的推動(dòng)力

1.2.3第三個(gè)重要關(guān)系： 經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展和整個(gè)社會(huì)的發(fā)展、變革密不可分

1.2.4第四個(gè)重要關(guān)系： 自然科學(xué)基礎(chǔ)與相關(guān)科技領(lǐng)域的作用

1.3關(guān)于技術(shù)革命和工業(yè)革命

1.3.1幾種革命的概念與關(guān)系

1.3.2關(guān)于第三次工業(yè)革命的提法

1.4為什么要學(xué)習(xí)一些科技發(fā)展史？

1.4.1擴(kuò)大知識(shí)面要從橫向和縱向兩個(gè)方向進(jìn)行

1.4.2回溯歷史，了解自然、社會(huì)和科技之間的關(guān)系

1.4.3回溯歷史，激發(fā)創(chuàng)新精神

1.5關(guān)于機(jī)械工程學(xué)科

參考文獻(xiàn)

第2章古代機(jī)械的發(fā)展

2.1概述

2.1.1古代人類(lèi)使用工具的三個(gè)時(shí)代

2.1.2古代機(jī)械發(fā)展的三個(gè)主要區(qū)域

2.1.3中國(guó)的輝煌與落伍

2.1.4歐洲發(fā)展中的曲折

2.2各種古代機(jī)械發(fā)展簡(jiǎn)介

2.2.1簡(jiǎn)單機(jī)械

2.2.2冶煉設(shè)備

2.2.3舟與車(chē)

2.2.4農(nóng)業(yè)機(jī)械

2.2.5紡織機(jī)械

2.2.6計(jì)時(shí)器與天文儀器

2.2.7起重運(yùn)輸機(jī)械

2.2.8兵器

2.2.9禮儀與娛樂(lè)性機(jī)械

2.2.10各種機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)

2.3古代的機(jī)械制造技術(shù)

2.3.1鑄造技術(shù)

2.3.2鍛造和其他壓力加工技術(shù)

2.3.3焊接技術(shù)

2.3.4切削加工技術(shù)

2.3.5熱處理技術(shù)

2.4關(guān)于古代機(jī)械的幾個(gè)問(wèn)題

2.4.1古代機(jī)械的動(dòng)力

2.4.2依靠直覺(jué)和靈感的巧妙創(chuàng)造

2.4.3古代與現(xiàn)代相通

2.4.4關(guān)于中國(guó)古代科技的兩個(gè)深層次問(wèn)題

參考文獻(xiàn)

第3章工業(yè)革命前歐洲社會(huì)和科技的進(jìn)步

3.1文藝復(fù)興至工業(yè)革命期間的社會(huì)發(fā)展

3.1.1資本主義生產(chǎn)方式的出現(xiàn)

3.1.2地理大發(fā)現(xiàn)

3.1.3文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)

3.1.4宗教改革運(yùn)動(dòng)

3.1.5啟蒙運(yùn)動(dòng)

3.1.6資產(chǎn)階級(jí)革命

3.2文藝復(fù)興至工業(yè)革命前歐洲的機(jī)械科學(xué)技術(shù)

3.2.1列奧納多·達(dá)·芬奇

3.2.2工業(yè)革命前力學(xué)、機(jī)械理論的若干進(jìn)展

3.2.3工業(yè)革命前的機(jī)械技術(shù)

3.3經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展

3.3.1天文學(xué)的突破和科學(xué)精神的解放

3.3.2經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立之前的理論準(zhǔn)備

3.3.3經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立

3.3.4經(jīng)典力學(xué)的局限性

3.4微積分理論與微分方程理論的建立

3.4.1微積分理論的建立

3.4.2微分方程理論的建立和發(fā)展

參考文獻(xiàn)

第4章第一次工業(yè)革命

4.1第一次工業(yè)革命發(fā)展概況

4.1.1英國(guó)發(fā)生工業(yè)革命的背景

4.1.2第一次工業(yè)革命概述

4.2蒸汽機(jī)的發(fā)明和交通運(yùn)輸革命

4.2.1蒸汽機(jī)發(fā)明的漫長(zhǎng)過(guò)程

4.2.2瓦特的貢獻(xiàn)

4.2.3瓦特——優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才

4.2.4蒸汽機(jī)發(fā)明的劃時(shí)代意義

4.2.5鐵路時(shí)代

4.2.6蒸汽遠(yuǎn)洋輪船

4.2.7交通運(yùn)輸革命的重要意義

4.3第一次工業(yè)革命中的機(jī)械發(fā)明

4.3.1蒸汽動(dòng)力的廣泛應(yīng)用

4.3.2紡織和縫紉機(jī)械

4.3.3工程機(jī)械與礦山機(jī)械

4.3.4農(nóng)業(yè)機(jī)械

4.3.5制冷機(jī)械

4.3.6流體機(jī)械

4.3.7武器

4.3.8信息機(jī)械

4.4近代機(jī)械制造業(yè)的誕生和早期發(fā)展

4.4.1瓦特時(shí)代機(jī)械加工的狀況

4.4.2機(jī)床的改進(jìn)和發(fā)明

4.4.3互換性生產(chǎn)的出現(xiàn)

4.4.4標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)端

4.5永動(dòng)機(jī)問(wèn)題的理論解決

參考文獻(xiàn)

第5章第二次工業(yè)革命

5.1第二次工業(yè)革命發(fā)展概況

5.1.1第二次工業(yè)革命的歷史背景

5.1.2電氣時(shí)代

5.1.3鋼鐵時(shí)代

5.1.4第二次工業(yè)革命期間機(jī)械發(fā)展概況

5.1.5第二次工業(yè)革命的特點(diǎn)

5.2內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和新的交通運(yùn)輸革命

5.2.1內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和進(jìn)步

5.2.2汽車(chē)的發(fā)明和早期發(fā)展

5.2.3飛機(jī)的發(fā)明和早期發(fā)展

5.2.4交通工具方面的其他變革

5.3第二次工業(yè)革命期間的機(jī)械發(fā)明

5.3.1動(dòng)力機(jī)械

5.3.2礦山機(jī)械

5.3.3工程機(jī)械

5.3.4泵和壓縮機(jī)

5.3.5信息機(jī)械

5.3.6武器

5.3.7其他機(jī)械

5.4第二次工業(yè)革命期間的機(jī)械制造業(yè)

5.4.1機(jī)床的發(fā)展

5.4.2刀具材料的進(jìn)步和切削速度的提高

5.4.3測(cè)量水平的提高

5.4.4泰勒的科學(xué)管理制度

5.4.5福特首創(chuàng)的大批量生產(chǎn)模式

5.4.6標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的發(fā)展

5.5機(jī)械發(fā)展的若干趨勢(shì)

5.5.1機(jī)械和運(yùn)載工具的高速化和大功率化

5.5.2機(jī)械的精密化

5.5.3機(jī)械的輕量化

5.5.4機(jī)械的半自動(dòng)化

參考文獻(xiàn)

第6章工業(yè)革命期間數(shù)學(xué)和力學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展

6.1與機(jī)械工程密切相關(guān)的數(shù)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展

6.1.1變分法

6.1.2微分幾何

6.1.3線性代數(shù)

6.1.4概率論

6.1.5圖論

6.2力學(xué)學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展

6.2.1分析力學(xué)

6.2.2彈性力學(xué)

6.2.3塑性力學(xué)

6.2.4材料力學(xué)

6.2.5振動(dòng)理論

6.2.6流體力學(xué)

6.2.7小結(jié)： 力學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系

參考文獻(xiàn)

第7章近代機(jī)械工程學(xué)科的誕生和發(fā)展

7.1機(jī)械工程學(xué)科的誕生

7.1.1機(jī)構(gòu)學(xué)的誕生

7.1.2法國(guó)的理論運(yùn)動(dòng)學(xué)研究

7.1.3機(jī)械工程師學(xué)會(huì)的成立

7.2近代機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)科的發(fā)展

7.2.1機(jī)構(gòu)學(xué)的德國(guó)學(xué)派和俄蘇學(xué)派

7.2.2連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和理論

7.2.3凸輪機(jī)構(gòu)的演進(jìn)、分析與設(shè)計(jì)

7.3機(jī)械振動(dòng)理論與應(yīng)用的發(fā)展

7.4近代的機(jī)械動(dòng)力學(xué)

7.4.1機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析方法的形成

7.4.2轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究的起步

7.4.3關(guān)于機(jī)構(gòu)動(dòng)力平衡的研究

7.5機(jī)械傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)的演進(jìn)

7.5.1機(jī)械傳動(dòng)的演進(jìn)

7.5.2流體傳動(dòng)的出現(xiàn)和發(fā)展

7.6近代的機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科

7.6.1古代和近代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的幾個(gè)階段

7.6.2圖紙?jiān)O(shè)計(jì)法出現(xiàn)

7.6.3機(jī)械設(shè)計(jì)從應(yīng)用力學(xué)中獨(dú)立出來(lái)

7.6.4近代的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)

7.6.5主要機(jī)械零件設(shè)計(jì)方法的形成

7.7近代的機(jī)械制造學(xué)科

7.7.1概述

7.7.2關(guān)于金屬切削理論的研究

7.7.3機(jī)械加工精度理論

參考文獻(xiàn)

第8章第三次技術(shù)革命概貌

8.1第三次技術(shù)革命的科學(xué)基礎(chǔ)

8.1.1新的物理學(xué)革命

8.1.2信息論、控制論和系統(tǒng)論的誕生

8.1.3非線性科學(xué)的誕生和發(fā)展

8.2第三次技術(shù)革命的背景和概貌

8.2.1第二次世界大戰(zhàn)對(duì)新技術(shù)革命的催生作用

8.2.2戰(zhàn)后世界形成了有利于經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的環(huán)境

8.2.3第三次技術(shù)革命的概貌

8.2.4第三次技術(shù)革命的特點(diǎn)

8.2.5第三次技術(shù)革命的影響

8.3第三次技術(shù)革命的主要內(nèi)容

8.3.1航天事業(yè)

8.3.2生物技術(shù)

8.3.3海洋工程技術(shù)

8.3.4新能源技術(shù)

8.4信息技術(shù)

8.4.1微電子技術(shù)

8.4.2電子計(jì)算機(jī)技術(shù)

8.4.3人工智能

8.4.4信號(hào)分析

8.4.5網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

8.4.6傳感技術(shù)

8.5新材料技術(shù)

8.5.1新材料作用重大

8.5.2各種新材料的發(fā)展

8.6與機(jī)械工程相關(guān)的數(shù)學(xué)、力學(xué)的新進(jìn)步

8.6.1數(shù)值計(jì)算方法的巨大進(jìn)步

8.6.2振動(dòng)理論的新進(jìn)展

8.6.3多體動(dòng)力學(xué)的誕生

參考文獻(xiàn)

第9章第三次技術(shù)革命中的機(jī)械工程概述

9.1新時(shí)期的機(jī)械工程概述

9.1.1新時(shí)期推動(dòng)機(jī)械工程發(fā)展的四大因素

9.1.2新時(shí)期機(jī)械工程的全面大發(fā)展

9.2新時(shí)期機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的總趨向

9.2.1機(jī)械和運(yùn)載工具進(jìn)一步的高速化和大功率化

9.2.2對(duì)機(jī)械的精密化要求提高到更高的水平

9.2.3對(duì)機(jī)械的可靠性要求提高到更高的水平

9.2.4對(duì)機(jī)械和運(yùn)載工具輕量化的要求更為迫切

9.2.5追求產(chǎn)品的性能價(jià)格比

9.2.6降低機(jī)器對(duì)環(huán)境的不良影響

9.2.7機(jī)器應(yīng)安全、舒適、怡人

9.2.8產(chǎn)品的多樣化與個(gè)性化

9.3新時(shí)期機(jī)械的重大發(fā)明與改進(jìn)

9.3.1機(jī)電一體化產(chǎn)品

9.3.2機(jī)器人

9.3.3高速鐵路車(chē)輛

9.3.4大型工程機(jī)械

9.3.5信息機(jī)械

9.3.6動(dòng)力機(jī)械

9.3.7紡織機(jī)械

9.3.8農(nóng)業(yè)機(jī)械

9.4機(jī)械制造業(yè)幾個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的迅速發(fā)展

9.4.1汽車(chē)工業(yè)

9.4.2航空航天工業(yè)

9.4.3大型發(fā)電設(shè)備制造業(yè)

9.4.4IC制造業(yè)

9.4.5機(jī)床制造業(yè)

9.5關(guān)于復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

第10章新時(shí)期機(jī)械學(xué)理論的發(fā)展

10.1機(jī)構(gòu)學(xué)

10.1.1機(jī)構(gòu)學(xué)的美國(guó)學(xué)派

10.1.2現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)展： 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)

10.1.3現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)展： 新的機(jī)構(gòu)類(lèi)型

10.1.4現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)展： 機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)

10.1.5機(jī)構(gòu)學(xué)在中國(guó)的發(fā)展簡(jiǎn)介

10.2機(jī)械傳動(dòng)學(xué)

10.2.1齒輪強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的建立

10.2.2齒輪動(dòng)力學(xué)與減振降噪的研究

10.2.3嚙合理論研究的新進(jìn)展

10.2.4新型嚙合傳動(dòng)的發(fā)展

10.2.5其他機(jī)械傳動(dòng)

10.2.6機(jī)械傳動(dòng)的信息化和智能化

10.3機(jī)器人學(xué)

10.3.1機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)

10.3.2機(jī)器人動(dòng)力學(xué)

10.4機(jī)械動(dòng)力學(xué)

10.4.1新時(shí)期機(jī)械動(dòng)力學(xué)發(fā)展概述

10.4.2機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析模型

10.4.3動(dòng)力學(xué)建模的精細(xì)化

10.4.4動(dòng)力學(xué)分析與仿真的發(fā)展

10.4.5機(jī)械動(dòng)力學(xué)在橫向形成幾個(gè)分支領(lǐng)域

10.5機(jī)械強(qiáng)度學(xué)

10.5.1疲勞設(shè)計(jì)方法的建立

10.5.2斷裂力學(xué)的發(fā)展

10.5.3智能結(jié)構(gòu)與健康監(jiān)測(cè)

10.6摩擦學(xué)

10.6.1近代關(guān)于摩擦、磨損和潤(rùn)滑的研究

10.6.2當(dāng)代的摩擦學(xué)研究

10.7微機(jī)械學(xué)

10.7.1MEMS的技術(shù)革命歷程

10.7.2MEMS的應(yīng)用前景

10.7.3關(guān)于微機(jī)械系統(tǒng)的研究

10.8流體傳動(dòng)與控制

參考文獻(xiàn)

第11章新時(shí)期機(jī)械設(shè)計(jì)的全新面貌

11.1新時(shí)期機(jī)械設(shè)計(jì)概述

11.1.1新時(shí)期機(jī)械設(shè)計(jì)的全面大發(fā)展

11.1.2設(shè)計(jì)理論和方法學(xué)

11.2機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論和方法

11.2.1創(chuàng)造學(xué)在美國(guó)的誕生和發(fā)展

11.2.2蘇聯(lián)的TRIZ理論和方法

11.2.3機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

11.2.4反求設(shè)計(jì)

11.2.5仿生設(shè)計(jì)

11.3計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

11.3.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

11.3.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

11.4保證產(chǎn)品主要性能的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

11.4.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

11.4.2可靠性設(shè)計(jì)

11.4.3保值設(shè)計(jì)

11.5動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與振動(dòng)控制

11.5.1靜態(tài)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

11.5.2動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展

11.5.3振動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展

11.6其他現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

11.6.1價(jià)值工程

11.6.2工業(yè)設(shè)計(jì)與人機(jī)工程

參考文獻(xiàn)

第12章新時(shí)期機(jī)械制造的全新面貌

12.1新時(shí)期機(jī)械制造概述

12.1.1新時(shí)期對(duì)機(jī)械制造技術(shù)提出的新挑戰(zhàn)

12.1.2新時(shí)期機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的總趨向

12.2自動(dòng)化——先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的主線

12.2.1數(shù)控加工和數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展

12.2.2工藝編制技術(shù)的進(jìn)步

12.2.3CAD/CAPP/CAM的集成

12.2.4柔性制造系統(tǒng)

12.2.5機(jī)器人在制造中的應(yīng)用

12.3切削加工技術(shù)的進(jìn)步

12.3.1刀具材料的新進(jìn)步

12.3.2高速切削技術(shù)

12.3.3精密與超精密加工技術(shù)

12.3.4難加工材料的加工技術(shù)

12.3.5干式加工技術(shù)

12.3.6關(guān)于加工振動(dòng)控制的理論與實(shí)踐

12.3.7與切削加工的進(jìn)步相適應(yīng)的機(jī)床技術(shù)

12.4特殊表面的加工技術(shù)

12.4.1自由曲面加工

12.4.2螺旋錐齒輪齒面的加工

12.5特種加工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展

12.5.1電火花加工

12.5.2電化學(xué)加工

12.5.3超聲波加工

12.5.4高能束流加工

12.5.5水射流加工

12.6增量制造技術(shù)

12.6.1快速原型技術(shù)

12.6.23D打印技術(shù)

12.7綠色制造技術(shù)

12.7.1綠色制造——從認(rèn)識(shí)到行動(dòng)

12.7.2綠色制造技術(shù)的內(nèi)容

12.7.3再制造技術(shù)

12.8企業(yè)活動(dòng)的信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化

12.8.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

12.8.2制造活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化

參考文獻(xiàn)

第13章毛坯生產(chǎn)技術(shù)的歷史發(fā)展

13.1鑄造技術(shù)的歷史發(fā)展

13.1.1工業(yè)革命期間鑄造技術(shù)的進(jìn)步

13.1.2新技術(shù)革命中的現(xiàn)代鑄造技術(shù)

13.2壓力加工技術(shù)的歷史發(fā)展

13.2.1鍛造

13.2.2軋制

13.2.3沖壓

13.2.4擠壓

13.2.5冷鍛

13.2.6旋壓

13.3焊接技術(shù)的歷史發(fā)展

13.3.119世紀(jì)焊接技術(shù)的發(fā)展

13.3.220世紀(jì)上半葉焊接技術(shù)的發(fā)展

13.3.3第三次技術(shù)革命中的焊接技術(shù)

13.4其他毛坯成形方法和熱處理技術(shù)的歷史發(fā)展

13.4.1爆炸成形

13.4.2粉末冶金

13.4.3塑料成形

13.4.4熱處理技術(shù)

參考文獻(xiàn)

第14章近代的高等機(jī)械工程教育

14.1近代工程教育的誕生和發(fā)展(19世紀(jì))

14.1.1英國(guó)： 走向落伍

14.1.2法國(guó)： 近代機(jī)械工程教育的先鋒

14.1.3德國(guó)： 建立現(xiàn)代大學(xué)，領(lǐng)先機(jī)械科技

14.1.4美國(guó)： 工程教育的崛起

14.2近代工程教育的發(fā)展(20世紀(jì))

14.2.1蘇聯(lián)： 專(zhuān)才教育的極端化

14.2.2前所未有的知識(shí)難民潮

14.2.3美國(guó)成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)和工程教育的中心

14.3近代的兩種工程教育模式

14.3.1通才教育和專(zhuān)才教育的基本概念

14.3.2實(shí)例對(duì)比

14.3.3兩種教育模式的區(qū)別和選擇

參考文獻(xiàn)

第15章近當(dāng)代中國(guó)的機(jī)械工程

15.1洋務(wù)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械工程

15.1.1鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)以前西方機(jī)械技術(shù)的傳入

15.1.2洋務(wù)運(yùn)動(dòng)概況

15.1.3中國(guó)近代機(jī)械工業(yè)的誕生

15.1.4中國(guó)近代高等工程教育的誕生

15.1.5洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的失敗

15.2民國(guó)時(shí)期的機(jī)械工程

15.2.1民國(guó)時(shí)期的機(jī)械工業(yè)

15.2.2民國(guó)時(shí)期的機(jī)械工程教育與研究

15.2.3中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)的成立

15.3當(dāng)代中國(guó)的機(jī)械工程(改革開(kāi)放以前)

15.3.1新中國(guó)成立后的機(jī)械工業(yè)與機(jī)械科技

15.3.2新中國(guó)成立后的高等機(jī)械工程教育

15.3.3文化大革命中的機(jī)械工業(yè)和教育

15.4當(dāng)代中國(guó)的機(jī)械工程(改革開(kāi)放以來(lái))

15.4.1改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)機(jī)械工業(yè)的跨越式發(fā)展

15.4.2改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)的機(jī)械科學(xué)與技術(shù)

15.4.3改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)的高等機(jī)械工程教育

參考文獻(xiàn)

跋

附錄A人名表

附錄B術(shù)語(yǔ)的漢英對(duì)照和索引

我畢生從事機(jī)械工程的教學(xué)與研究，同時(shí)也對(duì)社會(huì)科學(xué)，特別是歷史感興趣。

2006年，我從天津大學(xué)本部退休，到天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院工作。我給學(xué)生開(kāi)設(shè)的“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程與所有其他學(xué)校都不同。我認(rèn)為，歷史上的所有機(jī)械發(fā)明都是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)這門(mén)課最好是結(jié)合機(jī)械發(fā)明史來(lái)講述。所以，我的課程的全名應(yīng)該稱(chēng)作“機(jī)械發(fā)明簡(jiǎn)史與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”。這門(mén)課我講了三輪，后來(lái)把講稿給了青年教師去講。當(dāng)時(shí)便萌生了一個(gè)想法： 寫(xiě)一本與眾不同的教材。

2013年初春，國(guó)家開(kāi)放大學(xué)邀請(qǐng)我去給他們的教師培訓(xùn)班做個(gè)講座，我就選擇了機(jī)械工程簡(jiǎn)史這個(gè)題目，并準(zhǔn)備以此為契機(jī)，開(kāi)始寫(xiě)一本專(zhuān)著。從那時(shí)起，專(zhuān)著的撰寫(xiě)和講座的準(zhǔn)備同時(shí)并舉。2013年6月在開(kāi)放大學(xué)做的兩個(gè)多小時(shí)的報(bào)告受到歡迎，校方當(dāng)即邀請(qǐng)我做一次5~6學(xué)時(shí)的講課錄像。于是，專(zhuān)著的撰寫(xiě)又和錄像的準(zhǔn)備同時(shí)并舉。

本書(shū)主要是給學(xué)校的教師和學(xué)生寫(xiě)的，當(dāng)然也可以供研究人員和工程技術(shù)人員參考。本書(shū)編寫(xiě)的宗旨和思路已經(jīng)在緒論中表達(dá)清楚。我特別注意不能就科技論科技，而要把機(jī)械工程的發(fā)展放到社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和整個(gè)科技進(jìn)步的大背景下加以論述。

多年來(lái)，學(xué)界同人普遍認(rèn)為，應(yīng)對(duì)學(xué)生加強(qiáng)科技史方面的教育，加強(qiáng)人文素質(zhì)方面的培養(yǎng)。我很贊同這種意見(jiàn)，教師和學(xué)生都應(yīng)該知道一些機(jī)械發(fā)展的歷史，其理由在本書(shū)的緒論中做了論述。我主張對(duì)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的本科生應(yīng)開(kāi)設(shè)“機(jī)械工程史”的選修課（學(xué)時(shí)8~16）或講座（學(xué)時(shí)4~8）； 對(duì)研究生則要求自學(xué)相關(guān)的三級(jí)學(xué)科的發(fā)展史（不是所做課題的發(fā)展史），并撰寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告。這件事目前做起來(lái)的難度主要是沒(méi)有教材。如果有學(xué)校開(kāi)設(shè)“機(jī)械工程簡(jiǎn)史”這門(mén)選修課，本書(shū)應(yīng)該是一本可用的教師參考書(shū)。反之，我也期望本書(shū)的出版能有助于把科技史的教育開(kāi)展起來(lái)。筆者也已完成一本20萬(wàn)字的學(xué)生用書(shū)，很快即可出版。

楊廷力教授、申永勝教授和戴建生教授等學(xué)界同人對(duì)本書(shū)的撰寫(xiě)給予了熱情鼓勵(lì)和大力支持。

戴建生教授多次向筆者提供了機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的書(shū)籍和其他文獻(xiàn)。天津第一機(jī)床廠原總工程師、天津大學(xué)兼職教授林漢元先生是從事螺旋錐齒輪研究數(shù)十年的專(zhuān)家。他將自己多年積累、且未曾面世的關(guān)于螺旋錐齒輪發(fā)展歷史的資料無(wú)私地提供給筆者，并擇其要者給筆者做了講述。天津大學(xué)胡繩蓀教授無(wú)私地將自己撰寫(xiě)的內(nèi)部講稿《高科技引領(lǐng)下的焊接前沿技術(shù)》提供給作者參考。北京大學(xué)武際可教授、天津大學(xué)王振東教授在力學(xué)資料方面給予了幫助。合肥工業(yè)大學(xué)王章豹教授，天津大學(xué)張世昌、林彬、張俊紅、李午申等各位教授也都對(duì)本書(shū)的撰寫(xiě)給予了資料方面的支持和幫助。

清華大學(xué)出版社理工分社社長(zhǎng)張秋玲同志對(duì)本書(shū)的出版給予了大力支持。責(zé)任編輯莊紅權(quán)同志為保證本書(shū)的如期出版、提高書(shū)的質(zhì)量做了許多工作。

謹(jǐn)對(duì)上述同志給予我的鼓勵(lì)、支持和幫助表示衷心的感謝！

由于時(shí)間和精力有限，本書(shū)仍大有可提高之處，也請(qǐng)讀者多多理解，提出寶貴建議。

張策

2015年3月于天津大學(xué)新園村