机电工程学院学科发展规划

1、机电工程学院学科发展规划机电工程学院2005.7.12学科论证的思考内容机械学科发展背景及学院现状学科论证思路与原则机电学院学科发展方向的初步构想总体目标学科发展方向的实施步骤学科建设所需条件一、机械学科发展背景及现状现代制造业与先进制造技术过程装备与监控工程机电学院学科现状 1.现代制造业与先进制造技术现代制造业包括两大类：一是高新技术产业中的制造业。这是高新技术发展成熟而形成的新型制造业形态，是现代制造业的典型形态；二是先进适用技术制造业。它是传统产业通过高新技术或现代管理手段改造提升后的一种产业形态。 先进制造技术，就是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、能源及现代化管理领域新成果，将

2、其综合运用于产品生产、设计、制造、检测、管理和售后服务全过程的技术。 先进制造技术的核心是采用计算机辅助设计、辅助制造和辅助工程（CAD/CAM/CAE）技术加快新产品的开发生产速度，提高产品质量，对缩短产品设计和制造周期起到了决定作用。2.过程装备与监控工程 过程装备：与生产工艺即加工流程性材料紧密结合，有其独特的过程单元设备和工程技术，如混合工程（含高聚物材料混合与改性），反应工程、分离工程、新材料制造与成型及其设备，与一般机械设备完全不同，有其独特之处。 监控工程：对过程装备及其系统的状态和工况进行监测、控制，以确保生产工艺有序稳定运行，提高过程装备的可靠性和功能可利用度。 2.过程装备

3、与监控工程过程装备与监控工程：是指机电仪一体化并与加工过程密切相关的连续复杂系统，系统中的各组成部分（机组（泵）、过程单元设备、管路、监测仪器、计算机系统等）均相互关联、互相作用和互相制约，在保障各部分安全、稳定运行的前提下，才能保障产品质量的稳定、高产，任何一方面发生变化会影响整个系统。 过程装备与监控工程的上述特点决定了过程装备与监控工程学科研究的领域十分广阔，涉及机械、化工材料、能源环境、电子、信息、控制与自动化、腐蚀与防护等多个研究领域。 3.学院学科现状机械工程：机械设计与理论、机械电子工程、机械制造及其自动化、车辆工程。动力工程及工程热物理：化工过程机械、流体机械及工程、工程热物理

4、、热能工程、动力机械及工程、制冷及低温工程。力学：工程力学、固体力学、一般力学与力学基础、流体力学。矿业工程：安全技术及工程、采矿工程、矿物加工工程。3.学院学科现状特色与优势：高聚物加工理论与工程技术的研究；现代机械创新设计方法；先进制造CAE（CAD/CAPP/CAM）现代石油化工机械的设计理论和工艺技术流体密封理论与技术基于环保的分离机械与装备。过程装备故障诊断与自愈二、学科论证思路与原则“整合资源、集中优势”，统一力量，在新的学科方向中加强学科交叉，特别是与化学工程、聚合物材料加工工程、信息与自动化控制工程的交叉。 结合学院实际与特色，以产品为龙头，着力解决国家及北京市发展中急需解决的

5、重大工程技术问题。制定学院的人事分配、岗位聘任、职称评审及奖惩办法等各项政策，建立有利于学院可持续发展、协调发展的办学机制、管理机制、人才引进与竞争机制，建设有国际影响的高水平学科和学术团队。 三、机电学院学科发展方向的初步构想总方向：过程装备先进制造与监控工程 研究方向安全科学与监控工程高聚物加工过程理论与工程技术先进过程装备CAE与制造（成型）技术能源和环境装备与关键技术现代机械创新设计方法三、机电学院学科发展方向的初步构想1.安全科学与监控工程 据统计，2003年我国由于自然灾害造成的损失为1500亿，而因安全生产事故造成的损失达2500亿。工程安全科学是研究工程活动中人机过程环境系统故

6、障、事故发生发展及其防治、根除的规律，研究危险源成为隐患、转化为危害或灾害的条件和影响因素及其监测、预防和控制，以实现健康、安全、环保的理论与方法论。 工程安全科学与工程是涵盖机电工程、过程工程、信息论、系统论、控制论、耗散结构理论、医学、人文科学 、社会科学的一门新兴交叉学科。开展工程科学的研究，为安全工程提供科学依据，以达到超前预防，消患治本，本质可安全，减灾增效之目标。 三、机电学院学科发展方向的初步构想 以高院士领衔的DSE中心开展的诊断与自愈工程研究是确保本质安全的重要途径，已经得到国家安全生产技术监督总局的支持，并争取到其下属的危险化学品生产事故安全监控基础研究实验室，同时也与青岛

7、安全工程研究院以及清华大学和石油大学开展了良好的合作，其目标是努力争取国家级科技攻关项目，建立教育部过程工业安全监控工程研究中心。 三、机电学院学科发展方向的初步构想2.高聚物加工过程理论与工程技术行业背景： 多年来，塑料加工行业的发展速度持续高于国民经济的平均水平，对先进聚合物成型装备提出了越来越高的要求，给聚合物加工科学与技术学科的发展提供了强大的动力和市场空间。我国目前在大型聚合物加工装备（如与乙烯配套的造粒机组、双向拉伸薄膜生产机组、直径1米以上的塑料管材生产机组等）、精密成型设备（如医用导管、音像片基、光导纤维、光盘等精密制品生产装备）与国外有较大的差距 我校该方向有很好的学科和技术

8、积累，聚合物加工装备的工程技术研发和应用领域多年来始终位列国内前列。三、机电学院学科发展方向的初步构想2.高聚物加工过程理论与工程技术重点发展方向：-大型和精密成型装备精密成型（精密挤出、精密注射）功能成型（梯度材料制备、阻燃抑烟、微发泡、导电材料）数字化设计数字化控制和信息化制造 预期目标：通过35年的建设，将聚合物成型加工装备建成国内一流的聚合物成型加工工程技术研发基地。缩短与国外先进水平的差距，并保持我校在聚合物加工领域的国内领先地位。另外，与国内有实力的企业已进行了实质性的科研合作，将进一步提升机电学院技术创新和成果转化的能力。 计算机辅助机械工程主要包含三部分内容：CAD: 计算机辅

9、助设计技术，重点是计算机绘图和计算机三维造型；Modeling: 计算机性能仿真技术；CAM: 计算机辅助制造技术。它是当前世界公认的机械工程发展方向之一，也是当代高新技术在机械工程中应用的一个重要方面，正在促使机械工程在理论、过程、手段和效益等各方面发生革命性的变化。例如，在新产品开发中，采用计算机辅助机械工程技术的显著优点是：缩短新产品开发周期；降低新产品开发成本；提高新产品质量；增加新产品竞争能力；提高新产品经济效益。 3.先进过程装备CAE与制造（成型）技术三、机电学院学科发展方向的初步构想4.能源和环境装备与关键技术 由于化石资源的不可再生，寻找新型和清洁能源是国家今后一段时期致力开

10、发和研究的重点，同时，环境保护、各种工业和生活废弃物的处理与科学应用，也是国家大力提倡的研究重点。作为本领域的重点大学，有着得天独厚的行业优势（学科齐全，势力雄厚）和不可推卸的责任，努力研究新能源生产必需的高效设备和相应的应用技术、研究高效的工业和生活废弃物的处理装备与技术、研究高效环境保护设备与技术，减少过程装备的气体、液体的泄露，提高设备工作效率，是我们努力的方向，力争使环境装备工程与技术成为机电学院新的学科亮点。三、机电学院学科发展方向的初步构想5.现代机械创新设计方法 “创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。现代机械创新设计方法作为一种新的设计理论、技术和方法，其理论体

11、系还有待理论工作者和有关技术人员在总结机械创新实践的基础上逐步构建和完善。（1）机械产品概念设计的创新：基于TRIZ原理的新型概念设计，即进行产品的功能分析与分类，建立冲突矩阵，运用发明原理，寻求创新解；（2）研究机械产品创新设计的关键技术：机构的变异创新，机构的组合创新，运动链再生设计的创新，零件结构设计的创新技术等； 三、机电学院学科发展方向的初步构想 （3）研究机械产品的反求与创新：对反求技术与方法进行深入研究，对现有产品进行功能分析与价值评价，从而确定产品的改进方向；（4）运用创造学理论，进一步研究创造原理与创造性思维在机械创新上实际应用；（5）装备结构的虚拟设计、性能仿真与虚拟制造，

12、减少不必要的重复设计和修改及实验，节约大量资金，是未来机械设计和制造的发展方向。掌握和推广机械创新设计可以培养大学生、研究生和机械设计人员的创造性思维，推动技术革新和创造发明的深入发展，将获得显著的社会效益和经济效益。 四、总体目标 队伍建设：学院具有两个院士； 2名教育部一、二、三层次人才；30名正教授；50名具有博士学位的教师。学科建设：过程装备与控制工程建设成国家级重点学科，并争取获得机械工程博士后流动站。 科研：科研经费长期稳定在1500万；年均纵横向项目20项；获得省部级以上奖励4项。 人才培养：年均接受10名博士后进站研究的规模；年培养博士生20名；年均硕士生120名；年均本科生400人