機(jī)電工程學(xué)院學(xué)科發(fā)展規(guī)劃

1、機(jī)電工程學(xué)院學(xué)科發(fā)展規(guī)劃機(jī)電工程學(xué)院2005.7.12學(xué)科論證的思考內(nèi)容機(jī)械學(xué)科發(fā)展背景及學(xué)院現(xiàn)狀學(xué)科論證思路與原則機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想總體目標(biāo)學(xué)科發(fā)展方向的實(shí)施步驟學(xué)科建設(shè)所需條件一、機(jī)械學(xué)科發(fā)展背景及現(xiàn)狀現(xiàn)代制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)過程裝備與監(jiān)控工程機(jī)電學(xué)院學(xué)科現(xiàn)狀 1.現(xiàn)代制造業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)現(xiàn)代制造業(yè)包括兩大類：一是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的制造業(yè)。這是高新技術(shù)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(jìn)適用技術(shù)制造業(yè)。它是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)通過高新技術(shù)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(jìn)制造技術(shù)，就是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、能源及現(xiàn)代化管理領(lǐng)域新成果，將

2、其綜合運(yùn)用于產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造、檢測、管理和售后服務(wù)全過程的技術(shù)。 先進(jìn)制造技術(shù)的核心是采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和輔助工程（CAD/CAM/CAE）技術(shù)加快新產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jié)合，有其獨(dú)特的過程單元設(shè)備和工程技術(shù)，如混合工程（含高聚物材料混合與改性），反應(yīng)工程、分離工程、新材料制造與成型及其設(shè)備，與一般機(jī)械設(shè)備完全不同，有其獨(dú)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(jìn)行監(jiān)測、控制，以確保生產(chǎn)工藝有序穩(wěn)定運(yùn)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(jī)電儀一體化并與加工過程密切相關(guān)的連續(xù)復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)中的各組成部分（機(jī)組（泵）、過程單元設(shè)備、管路、監(jiān)測儀器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等）均相互關(guān)聯(lián)、互相作用和互相制約，在保障各部分安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，才能保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定、高產(chǎn)，任何一方面發(fā)生變化會影響整個(gè)系統(tǒng)。 過程裝備與監(jiān)控工程的上述特點(diǎn)決定了過程裝備與監(jiān)控工程學(xué)科研究的領(lǐng)域十分廣闊，涉及機(jī)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(hù)等多個(gè)研究領(lǐng)域。 3.學(xué)院學(xué)科現(xiàn)狀機(jī)械工程：機(jī)械設(shè)計(jì)與理論、機(jī)械電子工程、機(jī)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(jī)械、流體機(jī)械及工程、工程熱物理

4、、熱能工程、動力機(jī)械及工程、制冷及低溫工程。力學(xué)：工程力學(xué)、固體力學(xué)、一般力學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ)、流體力學(xué)。礦業(yè)工程：安全技術(shù)及工程、采礦工程、礦物加工工程。3.學(xué)院學(xué)科現(xiàn)狀特色與優(yōu)勢：高聚物加工理論與工程技術(shù)的研究；現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法；先進(jìn)制造CAE（CAD/CAPP/CAM）現(xiàn)代石油化工機(jī)械的設(shè)計(jì)理論和工藝技術(shù)流體密封理論與技術(shù)基于環(huán)保的分離機(jī)械與裝備。過程裝備故障診斷與自愈二、學(xué)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(xué)科方向中加強(qiáng)學(xué)科交叉，特別是與化學(xué)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(jié)合學(xué)院實(shí)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(shù)問題。制定學(xué)院的人事分配、崗位聘任、職稱評審及獎(jiǎng)懲辦法等各項(xiàng)政策，建立有利于學(xué)院可持續(xù)發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展的辦學(xué)機(jī)制、管理機(jī)制、人才引進(jìn)與競爭機(jī)制，建設(shè)有國際影響的高水平學(xué)科和學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)。 三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想總方向：過程裝備先進(jìn)制造與監(jiān)控工程 研究方向安全科學(xué)與監(jiān)控工程高聚物加工過程理論與工程技術(shù)先進(jìn)過程裝備CAE與制造（成型）技術(shù)能源和環(huán)境裝備與關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想1.安全科學(xué)與監(jiān)控工程 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國由于自然災(zāi)害造成的損失為1500億，而因安全生產(chǎn)事故造成的損失達(dá)2500億。工程安全科學(xué)是研究工程活動中人機(jī)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(xiǎn)源成為隱患、轉(zhuǎn)化為危害或?yàn)?zāi)害的條件和影響因素及其監(jiān)測、預(yù)防和控制，以實(shí)現(xiàn)健康、安全、環(huán)保的理論與方法論。 工程安全科學(xué)與工程是涵蓋機(jī)電工程、過程工程、信息論、系統(tǒng)論、控制論、耗散結(jié)構(gòu)理論、醫(yī)學(xué)、人文科學(xué) 、社會科學(xué)的一門新興交叉學(xué)科。開展工程科學(xué)的研究，為安全工程提供科學(xué)依據(jù)，以達(dá)到超前預(yù)防，消患治本，本質(zhì)可安全，減災(zāi)增效之目標(biāo)。 三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想 以高院士領(lǐng)銜的DSE中心開展的診斷與自愈工程研究是確保本質(zhì)安全的重要途徑，已經(jīng)得到國家安全生產(chǎn)技術(shù)監(jiān)督總局的支持，并爭取到其下屬的危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)事故安全監(jiān)控基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)也與青島

7、安全工程研究院以及清華大學(xué)和石油大學(xué)開展了良好的合作，其目標(biāo)是努力爭取國家級科技攻關(guān)項(xiàng)目，建立教育部過程工業(yè)安全監(jiān)控工程研究中心。 三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想2.高聚物加工過程理論與工程技術(shù)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(jì)的平均水平，對先進(jìn)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(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展提供了強(qiáng)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(jī)組、雙向拉伸薄膜生產(chǎn)機(jī)組、直徑1米以上的塑料管材生產(chǎn)機(jī)組等）、精密成型設(shè)備（如醫(yī)用導(dǎo)管、音像片基、光導(dǎo)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(xué)科和技術(shù)

8、積累，聚合物加工裝備的工程技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域多年來始終位列國內(nèi)前列。三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想2.高聚物加工過程理論與工程技術(shù)重點(diǎn)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(dǎo)電材料）數(shù)字化設(shè)計(jì)數(shù)字化控制和信息化制造 預(yù)期目標(biāo)：通過35年的建設(shè)，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(shù)研發(fā)基地。縮短與國外先進(jìn)水平的差距，并保持我校在聚合物加工領(lǐng)域的國內(nèi)領(lǐng)先地位。另外，與國內(nèi)有實(shí)力的企業(yè)已進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的科研合作，將進(jìn)一步提升機(jī)電學(xué)院技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化的能力。 計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械工程主要包含三部分內(nèi)容：CAD: 計(jì)算機(jī)輔

9、助設(shè)計(jì)技術(shù)，重點(diǎn)是計(jì)算機(jī)繪圖和計(jì)算機(jī)三維造型；Modeling: 計(jì)算機(jī)性能仿真技術(shù)；CAM: 計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)。它是當(dāng)前世界公認(rèn)的機(jī)械工程發(fā)展方向之一，也是當(dāng)代高新技術(shù)在機(jī)械工程中應(yīng)用的一個(gè)重要方面，正在促使機(jī)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(jì)算機(jī)輔助機(jī)械工程技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)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(zhì)量；增加新產(chǎn)品競爭能力；提高新產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。 3.先進(jìn)過程裝備CAE與制造（成型）技術(shù)三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想4.能源和環(huán)境裝備與關(guān)鍵技術(shù) 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(shí)期致力開

10、發(fā)和研究的重點(diǎn)，同時(shí)，環(huán)境保護(hù)、各種工業(yè)和生活廢棄物的處理與科學(xué)應(yīng)用，也是國家大力提倡的研究重點(diǎn)。作為本領(lǐng)域的重點(diǎn)大學(xué)，有著得天獨(dú)厚的行業(yè)優(yōu)勢（學(xué)科齊全，勢力雄厚）和不可推卸的責(zé)任，努力研究新能源生產(chǎn)必需的高效設(shè)備和相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)、研究高效的工業(yè)和生活廢棄物的處理裝備與技術(shù)、研究高效環(huán)境保護(hù)設(shè)備與技術(shù)，減少過程裝備的氣體、液體的泄露，提高設(shè)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(shù)成為機(jī)電學(xué)院新的學(xué)科亮點(diǎn)。三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想5.現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法 “創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力”?，F(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法作為一種新的設(shè)計(jì)理論、技術(shù)和方法，其理論體

11、系還有待理論工作者和有關(guān)技術(shù)人員在總結(jié)機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐的基礎(chǔ)上逐步構(gòu)建和完善。（1）機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新：基于TRIZ原理的新型概念設(shè)計(jì)，即進(jìn)行產(chǎn)品的功能分析與分類，建立沖突矩陣，運(yùn)用發(fā)明原理，尋求創(chuàng)新解；（2）研究機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)：機(jī)構(gòu)的變異創(chuàng)新，機(jī)構(gòu)的組合創(chuàng)新，運(yùn)動鏈再生設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新技術(shù)等； 三、機(jī)電學(xué)院學(xué)科發(fā)展方向的初步構(gòu)想 （3）研究機(jī)械產(chǎn)品的反求與創(chuàng)新：對反求技術(shù)與方法進(jìn)行深入研究，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行功能分析與價(jià)值評價(jià)，從而確定產(chǎn)品的改進(jìn)方向；（4）運(yùn)用創(chuàng)造學(xué)理論，進(jìn)一步研究創(chuàng)造原理與創(chuàng)造性思維在機(jī)械創(chuàng)新上實(shí)際應(yīng)用；（5）裝備結(jié)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)、性能仿真與虛擬制造，

12、減少不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)和修改及實(shí)驗(yàn)，節(jié)約大量資金，是未來機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展方向。掌握和推廣機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)大學(xué)生、研究生和機(jī)械設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性思維，推動技術(shù)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(jì)效益。 四、總體目標(biāo) 隊(duì)伍建設(shè)：學(xué)院具有兩個(gè)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(xué)位的教師。學(xué)科建設(shè)：過程裝備與控制工程建設(shè)成國家級重點(diǎn)學(xué)科，并爭取獲得機(jī)械工程博士后流動站。 科研：科研經(jīng)費(fèi)長期穩(wěn)定在1500萬；年均縱橫向項(xiàng)目20項(xiàng)；獲得省部級以上獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)。 人才培養(yǎng)：年均接受10名博士后進(jìn)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