搜索
应用型本科自动化专业人才培养模式探讨讲解人：刘勇求广东科技学院机电工程系讲解内容自动化专业的知识结构及体系二我校自动化专业的培养目标和定位三我校自动化专业课程设置四四、自动控制与自动化技术的应用范畴五自动化专业的发展历程及特点一自动化顾名思义，就是自动化技术在工农业生产、交通运输、国防建设和航空、航天等方面的应用。自动化技术自上世纪30年代以来，取得了惊人的成就，已在工农业生产和国民经济各行业中起着关键的作用，自动化水平的高低已成为衡量各行各业和各国家现代化水平的一个重要标志，自动化专业就是要学习自动化技术，并把它应用到实际的系统中去。一自动化专业的发展历程及特点我国的自动化学科专业高等教育已经经历了半个世纪的历程。人才培养的规格模式的演变过程大体可分为“形成期”、“转型期”和“改革期”三个时期。1.自动化专业的发展历程：（1）形成期（1952-1966）•1952年我国设立“工业企业电气化”专业。这是因为，当时苏联援助我国兴建156个大型工业企业，急需电气自动化方面的技术人才。1956年建立“自动控制专业”。1966年全国有近40所高等工科院校设置有自动化类本科专业。在自动化专业建立以来的相当长的一段时间内，不管是培养模式还是课程设置等均参考苏联的相关模式和课程设置。专业方向明显比较窄。•总体而言，这个时期在这种培养模式下，为我国的经济建设和国防建设培养了大批自动化专业人才，对加快我国工业化和国防现代化的进程发挥了重要的作用，并奠定了坚实的基础。（2）转型期（1978-1995）随着1978年恢复高考，自动化学科专业首先在一批工科类大学恢复招生和培养。改革开放以来通过借鉴和参考西方发达国家的自动化专业的课程体系，我国自动化类专业的课程和教学体系进行了较大改革。到1993年，对“工业自动化”与“自动控制”专业的“强弱电并重，软硬兼顾，控制理论和实际系统相结合，面向运动控制、过程控制和其他对象控制”的共同特点与培养目标进一步明确，“工业自动化”偏重强电、偏重应用，而“自动控制专业”偏重弱电、偏重理论的专业特点与分工格局也基本确定。（3）改革期（1996年至今）自动化学科发展异常迅速，特别是近十年来，自动化技术出现了向智能化、网络化和集成化方向发展的趋势，自动化技术正在转入控制工程技术、信息工程技术和系统工程技术的综合集成模式，并和计算机、数据库、网络和通讯技术的发展密切相关。•自动化专业的培养模式也随着市场的需要及分配制度的改革而发生较大变化。培养目标提出厚基础、宽口径、复合型、注重创新精神等理念。多规格、多模式、宽口径、复合型的培养目标要求已成为教育改革的必然趋势。培养类型看，已形成了研究主导型、工程研究应用型、应用技术型等几种类型。2.自动化专业的发展特点：经过几十年的发展，我国自动化专业人才培养规格随着时代的变化而变化，有着如下的三个特点：（1）自动化专业随国家不同发展阶段的需求做出相应的调整，走跨行业和泛行业的专业发展之路。2.自动化专业发展特点：（2）自动化专业的培养规格由开始阶段的单一的教学型向研究主导型、工程技术型等多种类型演变，有严格的专业与行业对口型逐渐向宽口径、跨行业的规格转变，从单一的应用型向研究与应用复合型、应用复合型、应用技术型转变。（3）自动化专业的培养模式始终坚持从我国的国情出发，与时俱进。在自动化专业建立之初，学习苏联模式，后又学习西方先进国家先进课程体系及教学内容，并根据我国现状进行教学改革。二自动化专业的知识结构及体系•自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”等鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。控制与智能执行与驱动模型与仿真计算与处理传感与检测通信与网络+-控制知识层知识领域：数理、机电、计算机基础基础知识层知识领域：系统与工程系统知识层二自动化专业的知识结构及体系1.基础知识层含有三个知识领域——数理、机电、计算机基础。这个知识领域包含的知识单元有：高等数学（或数学分析）、线性代数、概率与随机过程、复变函数与积分变换、大学物理、工程制图、电路分析、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理等。2.控制知识层含有六个知识领域，分别为传感与检测（或信息获取）、通信与网络（或信息传输）、计算与处理、（或信息处理）、控制与智能（或信息控制）、执行与驱动（或信息应用）、模拟与仿真。-传感与检测控制与智能执行与驱动模型与仿真计算与处理通信与网络+控制知识层3.系统知识层系统与工程知识领域包含的知识单元有：运动控制系统、过程控制系统、集成自动化系统、人机界面技术、智能系统、机器人系统等。三我校自动化专业的培养目标和定位我校属于国家民办高校，自动化学科专业定位于“应用型本科”。这一类学校本专科人才培养的目标是，能在工业企业、科研院所等部门具有较强实践能力和创新精神的宽口径、高素质、复合应用型的自动化工程技术人才。自动化专业的定位：自动化专业将为东莞构建现代产业新体系，推动先进制造业和现代服务业“双轮驱动”，提供一批急需的，应用技术型的、有工匠精神的专业人才。(详见2016级自动化专业人才培养方案、自动化专业建设规划2016－2020年)。3.4我校自动化专业课程设置1.我校自动化专业课程设置可分为以下三种类型的课：通识教育课学科基础课专业领域课四我校自动化专业课程设置1.我校自动化专业课程设置可分为以下三种类型的课：公共课专业基础课专业课专项实践课•自动化专业的整体框架分为：必修课选修课基础必修课专业必修课专业组选课专业任选课公共课专业基础课专业课（或专业领域课）具体的课程设置见(2016级自动化专业教学计划表)控制与自动化是不断发展的高、新科学技术，对人类生产、生活和科学研究有着非常重要的影响。控制与自动化技术发展至今，可以说是已从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可谓无处不在、无处没有。控制与自动化技术正在迅速地渗入家庭生活中。比如全自动洗衣机，不用人动手就能把衣服洗得干干净净。电脑控制的微波炉，不但能按时自动进行烹调，做出美味可口的饭菜，而且安全节电。电脑控制的电冰箱，不但能自动控温，保持食物鲜美，而且能告诉食物存储的数量和时间，还能为烹饪美味佳肴提供建议。还有空调机能提供温暖如春的环境，清扫机器人能打扫房间等。在工厂，人们使用各种自动化装置或系统，如机器人、自动化小车、数控机床、柔性生产线和计算机集成制造系统等，完成产品的加工、装配、包装、运输、存储等工作。在钢铁、石油、化工、农业、渔业和畜牧业等生产和管理过程中，人们用自动化仪表和自动化装置来控制生产参数，实现生产设备、生产过程的自动化。五自动控制与自动化技术的应用范畴在办公室，人们广泛地引入微型电脑及信息网络、文字处理机、电子传真机、专用交换机、多功能复印机和秘书机器人等技术和设备，不断实现办公自动化。利用自动化的办公设备，可自动完成文件的起草、翻译、修改、审核、分发、归档等工作，并利用信息高速公路、多媒体等技术进一步提高信息加工与传递的效率，实现办公的全面自动化。办公自动化的主要目标是企业管理自动化。在交通运输中，采用自动化设备实现交通工具自动化及管理自动化，包括车辆运输管理、海上及空中交通管理、城市交通控制、客票预定及出售等。在医疗保健事业及图书馆、商业服务行业中，在农作物种植、养殖业生产过程中，都可以实现自动化管理及自动化生产。在生态、环境和社会等复杂系统中，控制科学和技术为人类开辟了崭新的研究途径，为决策和管理的科学化提供了可能。在现代的和未来的战场上，飞机、舰艇、战车、火炮、导弹、军用卫星、以及后勤保障、军事指挥等，更是时时处处离不开控制与自动化技术。1、机械制造自动化机械制造是现代工业重要的组成部分，对国民经济建设有非常巨大的影响。（1）数控技术和数控系统：数控技术是一门以数字的形式实现控制的技术，计算机数字控制系统是由程序、输入输出设备、计算机数字控制装置、可编程序控制器、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。数控技术是美国从数控机床的研制开始的。几十年来，数控装置和数控机床经历了研究、试制（1948~1955年）、在工业上应用（1956~1959年）和高速度发展（1960年到现在）三个发展阶段。实践经验证明，数控装置和数控机床在提高生产效率、节省人力、提高加工精度、降低加工费用等方面都具有很大的优越性。数控技术在近几年来获得了极为迅速的发展，它不仅在机械加工中越来越普遍得到应用，而且在其他设备中也广泛应用。例如：数控精密火焰切割机和电火花切割机、数控弯扳机、数控弯管机、数控压力机、数控绘图机、数控电焊机等。特别是高效自动化机床，是机床自动化方面一个新的、重要发展方向。数字控制机床的出现，标志着机床工业进入了一个新的发展阶段，也是当前工业自动化的主要发展方向之一。1、机械制造自动化（2）柔性制造系统：是在计算机直接数控基础上发展起来的一种高度自动化加工形式。它是由统一的控制系统和输送系统连接起来的一组加工设备，包括数控机床、材料和工具自动运输设备、产品零件自动传输设备自动检测和试验设备等，不仅能进行自动化生产，而且还能在一定范围内完成不同工件的加工任务。柔性制造系统由加工系统（多台制造设备）、物流系统（设备间自动传输材料、工具和产品零件）、中央管理系统（执行整个系统的生产计划与作业调度、集中监控以及加工程序管理等工作）组成。（3）计算机集成制造系统：是在自动化技术、计算机技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动（设计、制造及经营管理，包括市场调研、生产决策、生产计划、生产管理、产品开发、产品设计、加工制造以及销售经营等）与整个生产过程有关的物料流与信息流实现高度统一的综合化管理，把各种分散的自动化系统有机地集成起来，构成一个优化的完整的生产系统，从而获得更高的整体效益，缩短产品开发制造周期、提高产品质量、提高生产率、提高企业的应变能力和竞争能力。2、过程工业自动化过程工业包括电力、石油化工、化工、造纸、冶金、制药、轻工等国民经济中举足轻重的许多工业，主要对系统的温度、压力、流量、液位（料位）、成分和物性等六大参数进行控制。研究这些工业的控制和管理成为人们十分关注的领域，是本学科非常重要的应用领域之一。过程控制研究过程工业生产过程的描述、模拟、仿真、设计、控制和管理，旨在进一步改善工艺操作，提高自动化水平，优化生产过程（提高产品的产量和质量，降低原材料和能源的损耗），加强生产管理，最终显著地增加经济效益。早期的过程控制系统主要采用基地式仪表、气动单元组合式仪表、电动单元组合式仪表等传统技术工具，尽管这些仪表、工具在过程工业的多数工厂中还在应用，但随着微处理器和工业计算机技术的发展，目前广泛采用可编程单回路、多回路调节器以及分布式计算机控制系统。近年来迅速发展起来的现场总线网络控制系统，更是控制技术和计算机技术高度结合的产物。与机械制造系统中的计算机集成制造系统类似，计算机集成生产系统将计划优化、生产调度、经营管理和决策引入计算机控制系统，计算机集成生产系统是过程工业自动化的最新成就和发展方向，是自动控制与自动化技术非常重要的应用领域。3、电力系统自动化不管是何种形式的电力系统，对其都有三个方面的基本要求：安全性、经济性和必要的供电质量。为了满足这些基本要求，电力系统自动化是必不可少的。首先，安全供电离不开自动化。即使对于单个的火力发电系统，为了保障发电机的安全，需要采用自动装置进行过电压保护、过电流保护、接地保护、功率反向保护或差动保护。对汽温、汽压、真空度、水位、炉膛压力、燃烧情况以及汽轮发电机的电流、电压、轴承温度等参数需要进行检测和监控。这些都是电力系统基础自动化的基本内容。目前单个的电力系统已经很少见，由不同规模、不同性质的电力系统形成复杂