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        論機械的力量:讓人類發展的腳步加快不止一點

        今天浩小海在某論壇上看到的一個有趣的話題:走完11.91米的《千里江山圖》要多久?

        《千里江山圖》是什么?

        917年前,18歲的藝術家王希孟在“最文藝皇帝”宋徽宗的孵化下,畫出了人生中有且僅有的一件得以傳世的作品——《千里江山圖》。



        千里江山圖題跋 | 故宮博物院


        這幅11.91米“一鏡到底”的長卷中,可以看到從汴河航線一路向東,途經江南水鄉之后,跨過大江大湖和沿途的七組高峰的美麗景色。


        長卷如此恢弘的氣勢下,更值得思考的是,王希孟走完這11.91米的長卷實景,花費了多少時間?


        機械,讓人類發展的腳步加快不止一點

        眾所周知,古代的交通是個大問題。王希孟所在的宋朝度量衡中一里地約530米,千里也不過是如今廣州到廈門的距離,但古代交通工具的落后,讓王希孟這段旅程變得異常艱難。

        不止是王希孟,為了能走得更快、更遠,古人們一直在努力進行科學創造。在舉世聞名的《清明上河圖》里,就能看到北宋十余種不同式樣的交通工具,有平頭車、牛馬車、太平車等多種代步工具。

        早期的交通工具大多只是以圓形木板為行走部件,靠軸承銜接車輪和車軸。由于車輪轉動過程中會和軸承不斷摩擦,這種硬碰硬的方式,不僅損失了能量,也讓拉車者費力不討好。所以減少滑動摩擦力、提升效率是交通機械工具發展的重要一環。

        千百年來,機械的發展成就耀眼奪目。機械上的軸承大多已經變成了光滑的金屬材質,還出現了用滾動摩擦替代滑動摩擦的滾動軸承;除此之外,隨著近代工業革命和汽車工業的繁榮成熟,機械內部結構也變得越來越復雜,機械效率也大大提高。

        這么一來,再回想起僅18歲的王希孟能克服重重苦難,獨步千載完成山水游歷,然后畫出《千里江山圖》這樣的絕世長卷,他的精神就更顯獨特和珍貴。


        美國工科留學三大熱門專業之——機械工程

        所以說,縱觀人類發展,機械的進步推動人類社會有了質的飛躍,機械改變世界,創新引領未來,這將是發展史上涂抹不掉的一筆光輝成就。

        明鏡所以照形,古事所以知今,如今機械的發展更是突飛猛進,目前看來,美國機械工程專業的就業市場最為巨大。據不完全統計,在工程類專業中,美國機械工程的市場需求率就排名前三,約有80%的畢業生進入設計/制造業工作。


        那么,美國機械專業到底學些什么呢?一個在美國和機械工程接觸了6年半的“過來人”、浩海留學創始人之一的Jimmy ji來給大家詳細介紹下:

        機械細分方向


        1、 設計與制造(Design & Manufacturing)

        對于以后想成為機械設計工程師的學生來說,設計與制造方向是他們的最佳選擇。這個方向可以說是一個萬金油方向,學生不僅要會最基本的機械建模和制圖(CAD及GD&T),更需要了解固體力學、流體力學、熱力學、故障分析、有限元分析等等多個機械細分方向,并且需要對工業界各種加工方法,材料特性有全面的了解。盡管可能不需要對所有上述提及的所有方向有很深入的研究,但正因為其實用性,這個方向的碩士畢業生最受就業市場歡迎。

        2、 熱流體力學(Thermofluid Dynamics)和傳熱(Heat Transfer)
        俗話說熱流不分家,流體力學和熱力學都是非常典型的機械工程硬核方向。空調制冷系統(HVAC)、發動機、渦輪、散熱裝置等等都離不開。學習這個方向的學生需要有扎實的物理和數學知識,因為熱流體的很多問題都會通過求解偏微分方程來得到答案。近年來,更偏向于應用的計算流體理學也開始興起。通常學習熱流方向的學生會選擇攻讀博士,之后進入學術界或者進入工業界的研發部門工作。

        3、 動力系統與控制(Dynamic System and Control)
        控制方向主要研究對于機械系統的變化做出反饋(Feedback)。自動巡航、主動減震、適時四驅等常見汽車技術都離不開控制。隨著幾大新興工業方向(虛擬現實、自動駕駛、先進制造等)的崛起,職場對于控制方向的學生的需求逐年增加。相對來說,控制方向更看重學生的數學和計算機背景,是機械工程中最偏向“軟件”的方向。不少學習控制方向的學生,也可以找到計算機相關的工作。

        4、 計算力學(Computational Mechanics)
        計算力學是近幾年興起的一個細分方向,簡單說就是利用計算機軟件進行有限元分析(Finite Element Analysis)來優化產品的結構力學、熱力學等性能。學習這個專業方向不僅要對基礎的力學有扎實的理解,還要對于數學知識,尤其是偏微分方程(PDE)和數值分析 (Numerical Analysis)。這個方向對應的職位是CAE工程師,一個經驗豐富的CAR工程師可以幫助企業節約很多研發費用,因此CAE工程師的待遇也是相當不錯的。

        5、 機器人(Robotics)
        很多學校的機器人方向會放在機械工程下面,原因可能正是因為機械工程是一個結合了理論、技術和具體產品的方向。很多學校的機器人方向都是由控制方向衍生出來,因為機器人的本質就是智能機械系統。不同于電影中出現的五花八門的機器人,目前行業內比較成熟的產品有工業機械臂、倉儲機器人、醫療機器人等。

        職業發展及就業前景


        機械工程專業畢業生可以考慮成長為顧問工程師,工業工程師,塑料制造工程師,安全技術工程師,測試工程師,汽車工程師,生產制造工程師,設計工程師,研究開發技術人員。



        機械工程在美國就業市場巨大,如說為電梯、汽車、割草機和生產設備設計引擎,有些機械工程師也從事設計開發減少環境污染的新能源體系。機械工程來說,集中于五大湖地區,但從就業來看,加州、密歇根周、德州、俄亥俄州還有伊利諾伊州都是產業集中地。機械工程本科畢業起薪一般在6萬左右,研究生在7萬。

        其中就業前景做好的是CAE(計算機輔助工程), 也就是常說的有限元分析(FEA)或計算機模擬設計。CAE不是一個行業,它是計算機輔助工程分析及設計方法,在不同的行業領域都會用的到,比如建筑,機械,石油化工,氣象,電磁等,應用范圍非常廣泛,可在多個行業領域發展或跳槽。因為老外不是很喜歡對著電腦,他們更愿意做實踐的產品,所以各大公司的CAE組,可以看到,從老大到下邊,基本清一色中國人。CAE里邊又以“流體力學”CFD方向最有“錢”途。

        比較推薦同學走設計方向,因為設計能夠了解到整個項目的big picture,從客戶需求到產品開發,到最后測試和大規模生產,整個流程非常了解。比較容易獲得成就感,以及以后轉管理崗比較有幫助。

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

        總而言之,國內大學讀機械工程專業的男孩子比較多,但是在美國還是有很多女生學習機械工程的,機械工程并不是“直男專屬”,而是一個“可鹽可甜”的專業!

        如果你也想去美國讀機械工程專業,如果你也想未來投身于機械行業,浩海留學可以給你最實用、最貼切的建議!



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