機電工程學院學科發(fā)展規(guī)劃

1、機電工程學院學科發(fā)展規(guī)劃機電工程學院2005.7.12學科論證的思考內(nèi)容機械學科發(fā)展背景及學院現(xiàn)狀學科論證思路與原則機電學院學科發(fā)展方向的初步構想總體目標學科發(fā)展方向的實施步驟學科建設所需條件一、機械學科發(fā)展背景及現(xiàn)狀現(xiàn)代制造業(yè)與先進制造技術過程裝備與監(jiān)控工程機電學院學科現(xiàn)狀 1.現(xiàn)代制造業(yè)與先進制造技術現(xiàn)代制造業(yè)包括兩大類：一是高新技術產(chǎn)業(yè)中的制造業(yè)。這是高新技術發(fā)展成熟而形成的新型制造業(yè)形態(tài)，是現(xiàn)代制造業(yè)的典型形態(tài)；二是先進適用技術制造業(yè)。它是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)通過高新技術或現(xiàn)代管理手段改造提升后的一種產(chǎn)業(yè)形態(tài)。 先進制造技術，就是傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、能源及現(xiàn)代化管理領域新成果，將

2、其綜合運用于產(chǎn)品生產(chǎn)、設計、制造、檢測、管理和售后服務全過程的技術。 先進制造技術的核心是采用計算機輔助設計、輔助制造和輔助工程（CAD/CAM/CAE）技術加快新產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)品質量，對縮短產(chǎn)品設計和制造周期起到了決定作用。2.過程裝備與監(jiān)控工程 過程裝備：與生產(chǎn)工藝即加工流程性材料緊密結合，有其獨特的過程單元設備和工程技術，如混合工程（含高聚物材料混合與改性），反應工程、分離工程、新材料制造與成型及其設備，與一般機械設備完全不同，有其獨特之處。 監(jiān)控工程：對過程裝備及其系統(tǒng)的狀態(tài)和工況進行監(jiān)測、控制，以確保生產(chǎn)工藝有序穩(wěn)定運行，提高過程裝備的可靠性和功能可利用度。 2.過程裝備

3、與監(jiān)控工程過程裝備與監(jiān)控工程：是指機電儀一體化并與加工過程密切相關的連續(xù)復雜系統(tǒng)，系統(tǒng)中的各組成部分（機組（泵）、過程單元設備、管路、監(jiān)測儀器、計算機系統(tǒng)等）均相互關聯(lián)、互相作用和互相制約，在保障各部分安全、穩(wěn)定運行的前提下，才能保障產(chǎn)品質量的穩(wěn)定、高產(chǎn)，任何一方面發(fā)生變化會影響整個系統(tǒng)。 過程裝備與監(jiān)控工程的上述特點決定了過程裝備與監(jiān)控工程學科研究的領域十分廣闊，涉及機械、化工材料、能源環(huán)境、電子、信息、控制與自動化、腐蝕與防護等多個研究領域。 3.學院學科現(xiàn)狀機械工程：機械設計與理論、機械電子工程、機械制造及其自動化、車輛工程。動力工程及工程熱物理：化工過程機械、流體機械及工程、工程熱物理

4、、熱能工程、動力機械及工程、制冷及低溫工程。力學：工程力學、固體力學、一般力學與力學基礎、流體力學。礦業(yè)工程：安全技術及工程、采礦工程、礦物加工工程。3.學院學科現(xiàn)狀特色與優(yōu)勢：高聚物加工理論與工程技術的研究；現(xiàn)代機械創(chuàng)新設計方法；先進制造CAE（CAD/CAPP/CAM）現(xiàn)代石油化工機械的設計理論和工藝技術流體密封理論與技術基于環(huán)保的分離機械與裝備。過程裝備故障診斷與自愈二、學科論證思路與原則“整合資源、集中優(yōu)勢”，統(tǒng)一力量，在新的學科方向中加強學科交叉，特別是與化學工程、聚合物材料加工工程、信息與自動化控制工程的交叉。 結合學院實際與特色，以產(chǎn)品為龍頭，著力解決國家及北京市發(fā)展中急需解決的

5、重大工程技術問題。制定學院的人事分配、崗位聘任、職稱評審及獎懲辦法等各項政策，建立有利于學院可持續(xù)發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展的辦學機制、管理機制、人才引進與競爭機制，建設有國際影響的高水平學科和學術團隊。 三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想總方向：過程裝備先進制造與監(jiān)控工程 研究方向安全科學與監(jiān)控工程高聚物加工過程理論與工程技術先進過程裝備CAE與制造（成型）技術能源和環(huán)境裝備與關鍵技術現(xiàn)代機械創(chuàng)新設計方法三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想1.安全科學與監(jiān)控工程 據(jù)統(tǒng)計，2003年我國由于自然災害造成的損失為1500億，而因安全生產(chǎn)事故造成的損失達2500億。工程安全科學是研究工程活動中人機過程環(huán)境系統(tǒng)故

6、障、事故發(fā)生發(fā)展及其防治、根除的規(guī)律，研究危險源成為隱患、轉化為危害或災害的條件和影響因素及其監(jiān)測、預防和控制，以實現(xiàn)健康、安全、環(huán)保的理論與方法論。 工程安全科學與工程是涵蓋機電工程、過程工程、信息論、系統(tǒng)論、控制論、耗散結構理論、醫(yī)學、人文科學 、社會科學的一門新興交叉學科。開展工程科學的研究，為安全工程提供科學依據(jù)，以達到超前預防，消患治本，本質可安全，減災增效之目標。 三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想 以高院士領銜的DSE中心開展的診斷與自愈工程研究是確保本質安全的重要途徑，已經(jīng)得到國家安全生產(chǎn)技術監(jiān)督總局的支持，并爭取到其下屬的危險化學品生產(chǎn)事故安全監(jiān)控基礎研究實驗室，同時也與青島

7、安全工程研究院以及清華大學和石油大學開展了良好的合作，其目標是努力爭取國家級科技攻關項目，建立教育部過程工業(yè)安全監(jiān)控工程研究中心。 三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想2.高聚物加工過程理論與工程技術行業(yè)背景： 多年來，塑料加工行業(yè)的發(fā)展速度持續(xù)高于國民經(jīng)濟的平均水平，對先進聚合物成型裝備提出了越來越高的要求，給聚合物加工科學與技術學科的發(fā)展提供了強大的動力和市場空間。我國目前在大型聚合物加工裝備（如與乙烯配套的造粒機組、雙向拉伸薄膜生產(chǎn)機組、直徑1米以上的塑料管材生產(chǎn)機組等）、精密成型設備（如醫(yī)用導管、音像片基、光導纖維、光盤等精密制品生產(chǎn)裝備）與國外有較大的差距 我校該方向有很好的學科和技術

8、積累，聚合物加工裝備的工程技術研發(fā)和應用領域多年來始終位列國內(nèi)前列。三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想2.高聚物加工過程理論與工程技術重點發(fā)展方向：-大型和精密成型裝備精密成型（精密擠出、精密注射）功能成型（梯度材料制備、阻燃抑煙、微發(fā)泡、導電材料）數(shù)字化設計數(shù)字化控制和信息化制造 預期目標：通過35年的建設，將聚合物成型加工裝備建成國內(nèi)一流的聚合物成型加工工程技術研發(fā)基地?？s短與國外先進水平的差距，并保持我校在聚合物加工領域的國內(nèi)領先地位。另外，與國內(nèi)有實力的企業(yè)已進行了實質性的科研合作，將進一步提升機電學院技術創(chuàng)新和成果轉化的能力。 計算機輔助機械工程主要包含三部分內(nèi)容：CAD: 計算機輔

9、助設計技術，重點是計算機繪圖和計算機三維造型；Modeling: 計算機性能仿真技術；CAM: 計算機輔助制造技術。它是當前世界公認的機械工程發(fā)展方向之一，也是當代高新技術在機械工程中應用的一個重要方面，正在促使機械工程在理論、過程、手段和效益等各方面發(fā)生革命性的變化。例如，在新產(chǎn)品開發(fā)中，采用計算機輔助機械工程技術的顯著優(yōu)點是：縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期；降低新產(chǎn)品開發(fā)成本；提高新產(chǎn)品質量；增加新產(chǎn)品競爭能力；提高新產(chǎn)品經(jīng)濟效益。 3.先進過程裝備CAE與制造（成型）技術三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想4.能源和環(huán)境裝備與關鍵技術 由于化石資源的不可再生，尋找新型和清潔能源是國家今后一段時期致力開

10、發(fā)和研究的重點，同時，環(huán)境保護、各種工業(yè)和生活廢棄物的處理與科學應用，也是國家大力提倡的研究重點。作為本領域的重點大學，有著得天獨厚的行業(yè)優(yōu)勢（學科齊全，勢力雄厚）和不可推卸的責任，努力研究新能源生產(chǎn)必需的高效設備和相應的應用技術、研究高效的工業(yè)和生活廢棄物的處理裝備與技術、研究高效環(huán)境保護設備與技術，減少過程裝備的氣體、液體的泄露，提高設備工作效率，是我們努力的方向，力爭使環(huán)境裝備工程與技術成為機電學院新的學科亮點。三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想5.現(xiàn)代機械創(chuàng)新設計方法 “創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力”?，F(xiàn)代機械創(chuàng)新設計方法作為一種新的設計理論、技術和方法，其理論體

11、系還有待理論工作者和有關技術人員在總結機械創(chuàng)新實踐的基礎上逐步構建和完善。（1）機械產(chǎn)品概念設計的創(chuàng)新：基于TRIZ原理的新型概念設計，即進行產(chǎn)品的功能分析與分類，建立沖突矩陣，運用發(fā)明原理，尋求創(chuàng)新解；（2）研究機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計的關鍵技術：機構的變異創(chuàng)新，機構的組合創(chuàng)新，運動鏈再生設計的創(chuàng)新，零件結構設計的創(chuàng)新技術等； 三、機電學院學科發(fā)展方向的初步構想 （3）研究機械產(chǎn)品的反求與創(chuàng)新：對反求技術與方法進行深入研究，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行功能分析與價值評價，從而確定產(chǎn)品的改進方向；（4）運用創(chuàng)造學理論，進一步研究創(chuàng)造原理與創(chuàng)造性思維在機械創(chuàng)新上實際應用；（5）裝備結構的虛擬設計、性能仿真與虛擬制造，

12、減少不必要的重復設計和修改及實驗，節(jié)約大量資金，是未來機械設計和制造的發(fā)展方向。掌握和推廣機械創(chuàng)新設計可以培養(yǎng)大學生、研究生和機械設計人員的創(chuàng)造性思維，推動技術革新和創(chuàng)造發(fā)明的深入發(fā)展，將獲得顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。 四、總體目標 隊伍建設：學院具有兩個院士； 2名教育部一、二、三層次人才；30名正教授；50名具有博士學位的教師。學科建設：過程裝備與控制工程建設成國家級重點學科，并爭取獲得機械工程博士后流動站。 科研：科研經(jīng)費長期穩(wěn)定在1500萬；年均縱橫向項目20項；獲得省部級以上獎勵4項。 人才培養(yǎng)：年均接受10名博士后進站研究的規(guī)模；年培養(yǎng)博士生20名；年均碩士生120名；年均本科生400人