机械设计制造及其自动化专业简介PPT课件

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机械设计制造及其自动化专业 人才培养目标和教学计划介绍 山西农业大学工程技术学院郑德聪 2006年11月14日 1 课程简介课程名称：机械工程学科概论 Introduction to Mechanical Engineering  课程学时：18学时 1学分 课程的地位、作用： 为机械设计制造及其自动化专业大学二年级学生开设的一门技术基础课程。通过本课程的学习，要求学生了解机械工程学科的内涵及其在国民经济中的地位和作用，了解机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标和教学计划，为后续专业基础课程和专业课程的学习打下基础、拓宽视野。 1 课程简介课程教学内容： 主要介绍机械工程的概论知识，包括：机械工程的基本含义、应用领域、产业与就业状况、技术及工具、以及机械工程的发展前景等方面。 机械设计制造及其自动化专业人才培养目标和教学计划。 课程采用多媒体教学，配有生动的多媒体资料。 1 课程简介教学基本要求： 1．能叙述机械与机械工程的概念，描绘机械工程的产生发展简史。 2．掌握机械工程的主要应用领域的名称、其代表产品及其简单工作原理。了解机械工业与制造业在国民经济中的地位。 3．熟知基本的机械设计理论与方法的基本原理、术语和简单含义。熟知主要的传统机械加工技术的基本原理、术语和简单含义。了解材料及材料成型技术的基本原理、术语和简单含义。 4．掌握近代先进制造技术的基本原理、术语和简单含义。课程重点是机械工程的技术工具及其涉及到的相关衍生问题，难点是对诸多相关概念的了解和熟知。 1 课程简介课程考核方式： 采用课外写学习综述报告的形式。要求学生在参考所学内容和查阅相关文献资料的基础上独立完成。考试成绩采用“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”五级记分。 参考教材、著作或参考资料： [1]宗培言，丛东华. 机械工程概论. 北京：机械工程出版社，2002 [2] Jonathan Wickert. An Introduction to Mechanical Engineering.， Brooks Cole，2003 [3] Robert Rizza. Introduction to Mechanical Engineering， Prentice Hall，2000 [4] Larsen. Introduction to Mechanical Engineering， Pearson Higher Education， 2001 2 学科内涵机械工程科学是研究机械产品（或系统）的性能、设计和制造的基础理论和技术的科学。机械系统从构思到实现要经历设计和制造两大不同性质的阶段。按照经历阶段的不同，机械工程科学可分成两大分支学科：机械学和机械制造。 机械学是对机械进行功能综合并定量描述以及控制其性能的基础技术科学。它的主要任务是把各种知识、信息注入设计，将其加工成机械系统能够接受的信息并输入机械制造系统，以便生产出满足使用要求和能被市场接受的产品。机械学包括机构学、机械振动学、机械结构强度学、摩擦学、设计理论与方法学、传动机械学、微机械学和机器人机械学等。 2 学科内涵机械制造是将设计输出的指令和信息输入机械制造系统，加工出合乎设计要求的产品的过程。机械制造科学是研究机械制造系统、机械制造过程和制造手段的科学。它包括机械制造冷加工和机械制造热加工两大部分。 时至今日，机械工程的理论基础不再局限于力学，制造过程的基础也不只是设计与制造经验及技艺的总结。今天的机械工程科学比以往任何时候更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子、计算机、系统论、信息论、控制论及现代化管理等各门学科及其最新成就。 3 机械学科和机械制造的地位和作用 机械工程科学是一门有着悠久历史的学科，是国家建设和社会发展的支柱学科之一。机械制造业是制造业的重要组成部分，是国家工业体系的重要基础和国民经济各部门的装备部。机械制造技术水平的提高与进步对整个国民经济的发展，以及科技、国防实力的提高有着直接的重要的影响，是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。 3 机械学科和机械制造的地位和作用在相当长的时期里，中国经济还得靠制造业牵引。制造业增加值在国内生产总值中所占的比重一直维持在40%以上；中国财政收入的一半来自于制造业；制造业吸引了一半的城市就业人口，农村剩余劳动力转移也有将近一半流入了制造业；20世纪90年代以来， 我国制造业出口额一直维持在总出口额的80%以上，创造了接近3/4的外汇收入。没有制造业的提高和发展，我国其他产业也不可能良性发展，就业问题就更为尖锐，人民生活水平难以普遍提高，我国的现代化就难以实现。无论科学技术怎样进步，发展先进的制造业是我国抓住“发展”这个主题的关键。 4 机械学科专业教育改革和发展面临的形势 （1）“中国制造”正在世界范围内重新崛起 从总量看，2000年中国制造业总产值已达到35000亿人民币，在世界制造业总产值中所占比重约为5%，成为世界第四大生产国，在国民经济中的比重也上升到38.2%。 中国制造崛起的一个重要表象是生产能力迅速扩张。初步估计，我国已有上百种制造产品（涉及家电、制造业、通讯设备、纺织、医药、机械设备、化工等10多个行业）的产量成为“世界第一”。 来自海关的资料显示，2001年中国进出口总额占世界贸易总额的6%，其中出口产品中，工业制成品的比重1997—2001年平均达90%。 4 机械学科专业教育改革和发展面临的形势 （2）打造2030年世界第一制造大国 针对“中国制造”和“世界制造”的现状，科技部中国科技发展战略研究小组提出，中国制造业发展可实行三大战略和五项基本战略。 三大战略： 第一步，2015年总产值成为世界第二大制造国，建成名副其实的“世界工厂”； 第二步，2030年总产值成为世界第一制造大国； 第三步，2050年在制造业的带动下，服务业高度发达，研发设计达到发达国家水平。 4 机械学科专业教育改革和发展面临的形势五项基本战略：（1）以“中国制造”作为推动中国经济快速增长的动力，面向全球推广，塑造中国经济的国家品牌。（2）搭建“四大”（新材料、信息化、工艺和设计、装备制造）支持性科技平台，使高新技术产业与“中国制造”的发展高度融合，并通过科技创新培育“中国制造”具有若干全球竞争优势的产业领域。（3）以“中国制造”拉动中国的研发需求，重塑国家创新体系，吸引全球服务设计研发资源向中国转移。（4）以大力发展民营制造企业和加速西部开发、建立西部的世界级制造基地为两大手段，持续提高“中国制造”总量。（5）坚持以出口导向和内需拉动为“中国制造”发展的两大推动力，培养若干大型跨国企业代表“中国制造”走向世界。 4 机械学科专业教育改革和发展面临的形势（3）“中国制造”的差距 首先，表现在工业生产能耗和物耗高。 例如，装备工业的主要指标如机械产品能耗，每万元产品是发达国家的8倍；主要产品能耗比发达国家高40%；钢铁材料的消耗，每万元产品是发达国家的5倍。由于能耗和物耗高，工业企业对环境的污染非常严重。其次，制造业的劳动生产率低下，平均只相当于发达国家的1/15～1/20。 我国工程技术人员总数已达1000万，居世界之首，但工程技术人员的人均产值水平低下，从每百万元产值的工程师人数来看，大约是美国的16倍，是德国的13倍。我国大多数工业企业仍停留在劳动密集型、生产经营粗放的发展阶段。 4 机械学科专业教育改革和发展面临的形势（3）“中国制造”的差距第三，工业产品质量差，技术含量低，缺乏市场竞争力。 尤其是装备工业主要产品达到国际水平的不到5%，基础机械、大型成套设备比发达国家差1～2个等级，综合技术水平落后20余年。重工业如钢产量世界第一，而优质钢仅占20%，每年需进口高附加值专用钢材1000多万吨。第四，企业R＆D投入严重不足，技术创新活动十分薄弱。 调查显示，我国2.4万家国有大中型企业中，近2/3没有研究开发机构。在国家512家重点企业中，1/3的研究开发机构不健全，一半以上还没有真正建立起自己的研究开发机构。工业企业投入的科技活动经费不足发达国家的1/30。 4 机械学科专业教育改革和发展面临的形势（3）“中国制造”的差距 第五，科技创新成为“中国制造”发展的关键制约因素。 科技部中国科技发展战略研究小组在他们撰写的《2002中国科技发展研究报告——中国制造与科技创新》一书中认为，中国制造业呈现“两头弱，中间强”的态势。即在生产环节，“中国制造”的能力较强；而在研发、工艺和销售领域，“中国制造”缺乏足够的竞争实力，尤其在价值链的上游——研发和工艺，“中国制造”的实力最为薄弱：产品研发设计和工艺水平主要来自国外，技术引进是基本手段；中国全社会固定资产中设备投资的三分之二依赖进口，光纤制造设备、集成电路芯片制造设备、石油化工设备、轿车工业设备、数控机床、纺织机械、胶印设备等，绝大部分被进口产品挤占；大多数核心零部件和特殊材料严重依赖发达国家。尽管“中国制造”开始逐步崛起，但科技实力并没有显著提高，成为制约“中国制造”的关键因素。 5 我国高等教育规模及工程技术人员基本状况 （1）高等教育已经迈入大众化门槛 5 我国高等教育规模及工程技术人员基本状况（2）提高“中国制造”的技术进步和劳动生产率缺乏强有力的人力资源《中国教育与人力资源问题报告：从人口大国迈向人力资源强国》提供的数据表明：2001年制造业从业人员的平均受教育年限，日本为12.33年，我国为9.47年；其中具有大专及以上文化程度者，日本达28.3%，我国只有5.8%；具有高中阶段受教育程度者，日本达52.8%，我国仅为22.8%；具有初中及以下文化程度者，日本仅为18.9%，我国高达71.5%。再从技术工人的技术等级构成来看，我国与发达国家的差距也相当明显。我国技术工人中，技师和高级技师占1.5%，高级技工占3.5%，中级技工占35%，初级工占60%；而发达国家技术工人中，高级技工占35%，中级技工占50%，初级工占15%。德国1997年新增劳动力中近80%具有技术工人及以上职业资格证书。另据报道，美国从1950年到2000年的50年中，高级专业人员保持20%的比例不变，只是对他们的要求越来越高。而对需要一定技术、技能的职业岗位，则从原来的20%提高到65%，对不需要技术的一般劳动力，从原来的60%下降到15%。 5 我国高等教育规模及工程技术人员基本状况（3）我国工程技术人员创新能力究竟如何 调查显示，目前在我国企业中，改革开放以来毕业的新一代工程技术人员，已成为企业技术改革与创新的骨干。工程技术人员以本科毕业生为主，占58.55%，专科毕业生为25.93%。近年来，到企业工作的研究生有所增加，但仅为5.47%。企业工程技术人员主要分布在研发、生产和管理岗位上，约占94%，而参与营销工作的技术人员仅占1.27%。 89.4%的工程技术人员认为自身优势是“学习和借鉴能力”，与企业调查反馈信息一致，说明目前工程技术人员理论基础扎实，自学能力较强，有利于引进、学习和借鉴国外先进技术和管理经验，是创新发展的重要基础。 5 我国高等教育规模及工程技术人员基本状况（3）我国工程技术人员创新能力究竟如何绝大多数工程技术人员把“团队精神、合作能力”（90.1%）和“动手实践能力”（76%）列为自身优势，说明工程技术人员在这两方面自我意识较强，对其重要性认识较高，内在潜力大。但一些企业领导却认为“团队精神、合作能力”和“动手实践能力”恰恰是工程技术人员的最大不足。从客观上特别从创新成果上看，我国工程技术人员的确普遍存在创业与创新精神不足，缺乏将发明、专利和高新技术尽快转化为具有市场价值产品的动力。 5 我国高等教育规模及工程技术人员基本状况（3）我国工程技术人员创新能力究竟如何市场需求分析能力（86.2%）创意与策划能力 （75.2%） 语言、文字表达能力（70.4%）领导组织能力（68.5%）抗挫折能力（63.3%） 6 机械工程专业的发展 1952年，我国进行大规模的院系调整和设置，出现了一批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机械学院。 1966年，文革开始，大学正常招生暂停。 1977年，恢复高考制度，大部分学校设“机械工程系”，90年代之后，又陆续改称“机械工程学院”。 1998年，我国高校进行了大规模专业目录调整，将涉及机械设计制造的各类专业合并为“机械工程类”，专业数大大减少，专业口径大大拓宽。 6 机械工程专业的发展 50年来我国大学本科专业目录的调整 6 机械工程专业的发展 6 机械工程专业的发展 1993年7月颁布的普通高等学校本科专业目录： 6 机械工程专业的发展 1998年颁布的普通高等学校本科专业目录： 6 机械工程专业的发展机械类本科新旧专业对照 6 机械工程专业的发展机械类本科新旧专业对照 6 机械工程专业的发展 1997年颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》，机械类博士、硕士专业： 6 机械工程专业的发展 1994年，农业机械化工程 硕士点 2003年，农业机械化工程 博士点 农业水土工程 硕士点 农业生物环境与能源工程 硕士点 2004年，农业机械化工程 省重点建设学科 2005年，农业工程 一级学科硕士点 7 人才培养目标业务培养目标 培养德智体全面发展，具备机械设计制造基础知识及应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面工作的高级工程技术人才。（应用研究型人才）业务培养要求 系统地掌握本专业所需的数学、力学、电工电子技术、机械设计、机械制造和自动控制等基础理论，熟悉一定的信息处理和分析的基本知识与方法，掌握机械设计制造及其自动化领域的分析计算、工程设计方法和有关的检测控制技术，具备使用现代方法进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理、计算机及有关工程软件应用的能力，对本专业的科学技术新发展有一定的了解。 7 人才培养目标学生应获得的知识与能力 1. 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力； 2. 较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、自动化基础及计算机应用等基础知识； 3. 具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能； 4. 具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势； 5. 具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力； 6. 掌握现代工程软件的使用方法，具备计算机技术的应用能力。 7. 熟悉一门外语，要求能阅读专业书刊，并有一定的听说能力。 8. 具有较强的自学能力和创新意识。 7 人才培养目标主干学科 力学、机械工程、控制科学与工程、计算机科学与技术 。主要课程 画法几何及机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电工与电子技术、自动控制基础、材料成型工艺基础、机械制造技术基础、机械制造装备设计、机电一体化技术、数控技术等。 主要专业实践 数控技术实习、专业综合实习、微机原理及接口技术实习、金工实习、机械原理课程设计、机械设计课程设计、综合课程程设计、毕业设计等。 学 制 四年授予学位 工学学士 8 课程体系与能力培养 8 课程体系与能力培养 8 课程体系与能力培养 8 课程体系与能力培养 实践教学环节 9 机械设计制造及其自动化专业学分要求 10 机制专业教学流程图 10 机制专业教学流程图 10 机制专业教学流程图 11 机制专业教学流程图 11 机制专业教学流程图 11 机制专业教学流程图 11 机制专业教学流程图 12 机械设计制造及其自动化专业选修课程 12 机械设计制造及其自动化专业选修课程 12 机械设计制造及其自动化专业选修课程 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 13 机制专业实践教学环节 14 机制专业教学计划的特点以农业机械的设计制造为特色注重自动化技术在机械工程中的应用专业基础范围宽，涵盖了机械工程、力学和控制工程等学科基础注重数学、英语、计算机等基础教育，坚持全学程不断线课程体系的模块化结构，有利于教学过程的组织和管理EZp红软基地