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论机械的力量:让人类发展的脚步加快不止一点

今天浩小海在某论坛上看到的一个有趣的话题:走完11.91米的《千里江山图》要多久?

《千里江山图》是什么?

917年前,18岁的艺术家王希孟在“最文艺皇帝”宋徽宗的孵化下,画出了人生中有且仅有的一件得以传世的作品——《千里江山图》。



千里江山图题跋 | 故宫博物院


这幅11.91米“一镜到底”的长卷中,可以看到从汴河航线一路向东,途经江南水乡之后,跨过大江大湖和沿途的七组高峰的美丽景色。


长卷如此恢弘的气势下,更值得思考的是,王希孟走完这11.91米的长卷实景,花费了多少时间?


机械,让人类发展的脚步加快不止一点

众所周知,古代的交通是个大问题。王希孟所在的宋朝度量衡中一里地约530米,千里也不过是如今广州到厦门的距离,但古代交通工具的落后,让王希孟这段旅程变得异常艰难。

不止是王希孟,为了能走得更快、更远,古人们一直在努力进行科学创造。在举世闻名的《清明上河图》里,就能看到北宋十余种不同式样的交通工具,有平头车、牛马车、太平车等多种代步工具。

早期的交通工具大多只是以圆形木板为行走部件,靠轴承衔接车轮和车轴。由于车轮转动过程中会和轴承不断摩擦,这种硬碰硬的方式,不仅损失了能量,也让拉车者费力不讨好。所以减少滑动摩擦力、提升效率是交通机械工具发展的重要一环。

千百年来,机械的发展成就耀眼夺目。机械上的轴承大多已经变成了光滑的金属材质,还出现了用滚动摩擦替代滑动摩擦的滚动轴承;除此之外,随着近代工业革命和汽车工业的繁荣成熟,机械内部结构也变得越来越复杂,机械效率也大大提高。

这么一来,再回想起仅18岁的王希孟能克服重重苦难,独步千载完成山水游历,然后画出《千里江山图》这样的绝世长卷,他的精神就更显独特和珍贵。


美国工科留学三大热门专业之——机械工程

所以说,纵观人类发展,机械的进步推动人类社会有了质的飞跃,机械改变世界,创新引领未来,这将是发展史上涂抹不掉的一笔光辉成就。

明镜所以照形,古事所以知今,如今机械的发展更是突飞猛进,目前看来,美国机械工程专业的就业市场最为巨大。据不完全统计,在工程类专业中,美国机械工程的市场需求率就排名前三,约有80%的毕业生进入设计/制造业工作。


那么,美国机械专业到底学些什么呢?一个在美国和机械工程接触了6年半的“过来人”、浩海留学创始人之一的Jimmy ji来给大家详细介绍下:

机械细分方向


1、 设计与制造(Design & Manufacturing)

对于以后想成为机械设计工程师的学生来说,设计与制造方向是他们的最佳选择。这个方向可以说是一个万金油方向,学生不仅要会最基本的机械建模和制图(CAD及GD&T),更需要了解固体力学、流体力学、热力学、故障分析、有限元分析等等多个机械细分方向,并且需要对工业界各种加工方法,材料特性有全面的了解。尽管可能不需要对所有上述提及的所有方向有很深入的研究,但正因为其实用性,这个方向的硕士毕业生最受就业市场欢迎。

2、 热流体力学(Thermofluid Dynamics)和传热(Heat Transfer)
俗话说热流不分家,流体力学和热力学都是非常典型的机械工程硬核方向。空调制冷系统(HVAC)、发动机、涡轮、散热装置等等都离不开。学习这个方向的学生需要有扎实的物理和数学知识,因为热流体的很多问题都会通过求解偏微分方程来得到答案。近年来,更偏向于应用的计算流体理学也开始兴起。通常学习热流方向的学生会选择攻读博士,之后进入学术界或者进入工业界的研发部门工作。

3、 动力系统与控制(Dynamic System and Control)
控制方向主要研究对于机械系统的变化做出反馈(Feedback)。自动巡航、主动减震、适时四驱等常见汽车技术都离不开控制。随着几大新兴工业方向(虚拟现实、自动驾驶、先进制造等)的崛起,职场对于控制方向的学生的需求逐年增加。相对来说,控制方向更看重学生的数学和计算机背景,是机械工程中最偏向“软件”的方向。不少学习控制方向的学生,也可以找到计算机相关的工作。

4、 计算力学(Computational Mechanics)
计算力学是近几年兴起的一个细分方向,简单说就是利用计算机软件进行有限元分析(Finite Element Analysis)来优化产品的结构力学、热力学等性能。学习这个专业方向不仅要对基础的力学有扎实的理解,还要对于数学知识,尤其是偏微分方程(PDE)和数值分析 (Numerical Analysis)。这个方向对应的职位是CAE工程师,一个经验丰富的CAR工程师可以帮助企业节约很多研发费用,因此CAE工程师的待遇也是相当不错的。

5、 机器人(Robotics)
很多学校的机器人方向会放在机械工程下面,原因可能正是因为机械工程是一个结合了理论、技术和具体产品的方向。很多学校的机器人方向都是由控制方向衍生出来,因为机器人的本质就是智能机械系统。不同于电影中出现的五花八门的机器人,目前行业内比较成熟的产品有工业机械臂、仓储机器人、医疗机器人等。

职业发展及就业前景


机械工程专业毕业生可以考虑成长为顾问工程师,工业工程师,塑料制造工程师,安全技术工程师,测试工程师,汽车工程师,生产制造工程师,设计工程师,研究开发技术人员。



机械工程在美国就业市场巨大,如说为电梯、汽车、割草机和生产设备设计引擎,有些机械工程师也从事设计开发减少环境污染的新能源体系。机械工程来说,集中于五大湖地区,但从就业来看,加州、密歇根周、德州、俄亥俄州还有伊利诺伊州都是产业集中地。机械工程本科毕业起薪一般在6万左右,研究生在7万。

其中就业前景做好的是CAE(计算机辅助工程), 也就是常说的有限元分析(FEA)或计算机模拟设计。CAE不是一个行业,它是计算机辅助工程分析及设计方法,在不同的行业领域都会用的到,比如建筑,机械,石油化工,气象,电磁等,应用范围非常广泛,可在多个行业领域发展或跳槽。因为老外不是很喜欢对着电脑,他们更愿意做实践的产品,所以各大公司的CAE组,可以看到,从老大到下边,基本清一色中国人。CAE里边又以“流体力学”CFD方向最有“钱”途。

比较推荐同学走设计方向,因为设计能够了解到整个项目的big picture,从客户需求到产品开发,到最后测试和大规模生产,整个流程非常了解。比较容易获得成就感,以及以后转管理岗比较有帮助。

机械工程常招人的公司:Apple、Amazon、Schlumberger、Johndeere、Johnson Controls、TWR、Continental等其他小公司。

总而言之,国内大学读机械工程专业的男孩子比较多,但是在美国还是有很多女生学习机械工程的,机械工程并不是“直男专属”,而是一个“可盐可甜”的专业!

如果你也想去美国读机械工程专业,如果你也想未来投身于机械行业,浩海留学可以给你最实用、最贴切的建议!



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