自動化(中國普通高等學校本科專業)

自動化(中國普通高等學校本科專業)

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自動化專業以系統科學控制科學信息科學等新興橫斷學科為理論基礎,以電工技術、電子技術、感測技術、計算機技術網路技術先進技術為主要技術手段,以實現各類運動體的運動控制、各類生產過程的過程控制、各類系統的最最佳化等跨學科綜合性專業。

自動化專業的一級學科為“控制科學與工程”,本專業主要有4個發展方向:1、運動控制;2、過程控制;3、嵌入式系統與機器人;4、人工智慧。培養掌握自動控制、計算機軟硬體、人工智慧和機器人領域相關知識,能夠在自動化及相關領域從事系統設計、產品開發、科學研究和技術管理等工作,能解決複雜工程問題工程套用技術型人才。

基本介紹

  • 中文名:自動化
  • 外文名:Automation
  • 學科門類:工學
  • 專業代碼:080602
  • 修學年限:4年
  • 授予學位:工學學士學位
  • 專業類別:自動化類
  • 專業層次:本科
主幹課程,培養目標,培養要求,專業歷史,發展現狀,就業前景,就業去向,專業方向,實踐及實驗,實踐環節,專業實驗,專業排名,

主幹課程

電路、信號與系統PLC編程套用、模擬電子技術、數字電子技術、自動控制原理、現代控制理論、微機原理及套用、軟體技術基礎、電機與拖動、電力電子技術、計算機控制技術、系統仿真、計算機網路、運動控制、過程控制、單片機與嵌入式系統原理、計算機輔助設計、專業英語、智慧型控制,C語言程式設計C++語言
核心知識領域:電路及電子學基礎、自動化基礎理論、計算機技術基礎(硬體、軟體、網路 等)、感測器與檢測技術、電力電子技術、計算機控制技術、運動控制技術、過程控制技術等。
核心課程示例:
示例一:電路原理(64學時)、模擬電子技術基礎(64學時)、數字電子技術基礎(48學時)、 計算機語言程式設計(48學時)、數據結構(48學時)、信號與系統分析(64學時)、計算機原理與 套用(理論48學時,實驗16學時)、自動控制理論(1)(64學時)、運籌學(48學時)、電力電子技 術基礎(理論24學時,實驗8學時)、檢測原理(理論24學時,實驗8學時)、電力拖動與運動控 制(理論48學時,實驗16學時)、過程控制(理論48學時,實驗16學時)、自動控制理論(2)(48 學時)、計算機網路與套用(48學時)、人工智慧導論(32學時)、套用隨機過程(48學時)、系統辨 識基礎(48學時)、計算機控制系統(48學時)、模式識別基礎(16學時)、數字圖像處理(48學 時)、計算機仿真(48學時)、系統工程導論(32學時)、CIM系統導論(32學時)、控制理論專題實 驗(16學時)、過程控制專題實驗(16學時)、運動控制專題實驗(16學時)、檢測技術系列實驗 (16學時)、機器人控制綜合實驗(16學時)、自動化綜合實踐(48學時)。
示例二(括弧內為理論學時+實驗學時):電路(64+8學時)、數字邏輯電路(56+8學時)、模 擬電子線路(56+8學時)、工程電磁場(42+6學時)、信號與系統(32學時)、控制工程基礎(48+8 學時)、現代控制理論基礎(48+8學時)、建模與辨識基礎(24+8學時)、自動控制元件(26+6學 時)、微機原理及接口技術(56 +16學時)、數據採集與處理技術(16+16學時)、微控制器套用及 系統設計(24+8學時)、VISUAL C++(48 +16學時)、軟體技術基礎(32學時)、網路與數據通信 (34+6學時)、工業自動化網路技術(32+16學時)、感測器與檢測技術(26+6學時)、自動測試系 統(24+8學時)、電力電子技術(36+4學時)、嵌入式控制系統及套用(32 +16學時)、運動控制系 統(36+12學時)、過程計算機控制系統(36+12學時)。
示例三(括弧內為理論學時+實驗學時):電路分析(48 +16學時)、數字電子技術(48 +16學 時)、模擬電子技術(48 +16學時)、C語言程式設計(32 +16學時)、計算機軟體基礎(48 +16學 時)、微機原理與接口技術(48 +16學時)、控制工程數學基礎(48學時)、自動控制原理(80 +10 學時)、現代控制理論(34+6學時)、計算機控制系統(46 +10學時)、自動控制系統仿真(32+16 學時)、檢測技術與儀表(46 +10學時)、電力電子技術(36+4學時)、電機與拖動(54 +10學時)、 運動控制系統(48+8學時)、過程控制(48+8學時)、工業計算機網路與通信(32+8學時)、微控 制器技術課程設計(24學時)、現場匯流排技術課程設計(32學時)、自動控制系統綜合實驗(32學 時)、集散控制系統(22 +10學時)、現場匯流排技術(32+8學時)、嵌入式系統(26+10學時)、基於 網路的智慧型控制(32+8學時)、先進控制理論(32學時)。

培養目標

培養知識、能力、素質各方面全面發展,掌握自動化領域的基本理論、基本 知識和專業技能,並能在工業企業、科研院所等部門從事有關運動控制、過程控制、製造系統自動 化、自動化儀表和設備、機器人控制、智慧型監控系統、智慧型交通、智慧型建築、物聯網等方面的工程設 計、技術開發、系統運行管理與維護、企業管理與決策、科學研究和教學等工作的寬口徑、高素質、 複合型的自動化工程科技人才。

培養要求

該專業學生主要學習電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理系統工程、計算機技術與套用和網路技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識,具有自動化系統分析、設計、開發與研究的基本能力,綜合素質高,具有堅實理論基礎和創新能力。

專業歷史

新中國成立前,國內有電氣工程,機械工程等學科,學習的是歐美的專業設定。並沒有自動化這個詞,也沒有類似專業。
解放後,國家開始學習蘇聯的專業設定,便於推進工業化。新中國通過自身建設及蘇聯援助,建立了許多工業企業,比較著名的就是蘇聯援建的156項工程
但當時國內嚴重缺失電氣自動化人才,因此經過1952年院校調整後,設立了工業企業電氣化專業,這個專業以後被稱為自動化專業的源泉之一。
另一個源泉緊隨其後,國家出於軍事上的需要,尤其是在錢學森等人的建議下,於1956年設定了自動控制(保密)專業,也就是說那時學習自動控制,相當於閱讀機密檔案。自動控制專業是如今自動化的另一個源泉。
60年代,工業企業電氣化專業改名為工業電氣化及自動化
這一狀況一直持續到1977年高考恢復招生。
1977年為了適應發展需要,將工業電氣化與自動化專業又改名為工業電氣自動化,而自動控制專業保持不變。
1977年到1982年,自動化類專業快速發展,五年間有四十多所學校設立了自動化類專業。
許多專業也向自動化靠攏,比較著名的就是化工類的生產過程自動化
1993年,國家教委頒布了本科專業目錄,從此開啟了專業大合併的序幕。
首先,1993年,國家教委將工業電氣自動化與生產過程自動化合併,稱為工業自動化,歸於電工類,由機械工業部管理。自動控制專業名稱不變,歸為電子信息類,歸於電子工業部管理。
僅僅隔了兩年之後,1995年,國家教委發布工科專業引導目錄,首次將工業自動化與自動控制專業合併,兩大分支合流,自動化專業這個概念正式提出。但是由於此次是引導性,並不是強制性的專業目錄。
1998年,為了適應寬領域發展的需要,在新修訂的專業目錄中,正式將工業自動化、自動控制專業、部分液壓控制專業、部分電氣技術專業、部分飛行器制導專業合併,自動化專業正式創立。同時將電工類與電子信息類合併為電氣信息類。

發展現狀

自動化是關於人工與自然系統自動、智慧型、自主、高效和安全運行的科學與技術。作為信息科學的重要組成部分,自動化聚焦智慧型系統,以“系統論、控制論、資訊理論”為核心,廣泛套用於國家戰略核心領域,如智慧型製造、智慧型機器人、航空航天、經濟金融、網路空間等。自動化是一個極具生命力的學科,是人類現代文明的重要標誌之一。
自動化專業教育是伴隨著自動化技術在社會生產、生活中的廣泛套用而興起的。它主要研究自動控制的原理和方法,自動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統中的套用。在中國、歐洲等地區都開設有自動化專業、在美國也開設有類似方向。
在中國的現代化建設與改革中,自動化專業為祖國輸送了一批又一批理論紮實、本領過硬的人才,如中國工程院院士、浙江大學孫優賢教授,中國工程院院士、東北大學柴天佑教授、中國工程院院士、同濟大學校長陳杰教授,中國智慧型控制事業的主要開創者蔡自興教授等,他們投身於祖國的現代化建設中,為我國由手工轉為機械化、進而轉為電氣化,以及正在進行的數位化智慧型化事業做出自己的貢獻。
隨著人工智慧技術的普及,數位化與智慧型化進程的繼續,社會上對於自動化專業的人才需求也相應增加,所以可以預計,在未來二十年內,自動化專業將有一個充分發展的空間。

就業前景

進入二十一世紀以來,以信息技術為顯著特徵的第四次科技革命浪潮衝擊著全球,對各國經濟的發展起著極大的推動作用。能否抓住這一難得的發展機遇,就決定了世界各國能否在未來的國際競爭中占有有利的地位。我國在改革開放這一大好形勢下,採取積極應對的態勢,迎接著這一挑戰。黨和國家領導人十分重視自動化技術對國民經濟的巨大作用,制訂出相應的措施,加大對自動化專業教育的投資,在各高校紛紛設立實驗室,改善教學環境以培養出更多出色的專業人才。
自動化專業是一門適應性強、套用面廣的工程技術學科。旨在培養學生成為基礎紮實、自動控制技術知識系統深入、計算機套用能力強的高級工程技術人才。所以學生在畢業後都能從事自動控制、自動化、信號與數據處理及計算機套用等方面的技術工作。就業領域也非常的寬廣,比如高科技公司、科研院所、設計單位、大專院校、金融系統、通信系統、稅務、外貿、工商、鐵路、民航、海關、工礦企業及政府和科技部門等。就業去向主要是在系統集成、計算機軟體硬體開發和通信等領域。

就業去向

弱電: 華為,中興,西門子等
強電: 國家電網,供電局,電機製造廠等
網際網路 : Facebook,Linkedln,Amazon,Google, 百度,阿里,騰訊、網易、京東等
工程: 美孚,杜邦,陶氏,康寧,波音,能源公司等
汽車: 特斯拉,賓士,寶馬,大眾等

專業方向

1. 過程控制方向:以自動控制、計算機技術為支撐,針對實際工業生產過程實現自動控制,由信號檢測與變換、過程控制、計算機控制系統、智慧型控制和現場總路線控制技術等組成方向主幹課。
2.嵌入式系統與機器人方向:注重對嵌入式系統設計與軟體設計能力的培養,理論結合實踐,通過課堂教學、實驗等多種形式的學習,培養嵌入式系統方向的專業人才;由嵌入式系統設計、嵌入式實時作業系統、DSP技術、先進顯示技術、控制電機等組成方向主幹課。
3.運動控制方向:注重對學生電機系統分析與控制能力的培養,理論聯繫實踐,通過實驗培養機器人方向的專業人才,為學生以後在相關領域就業與深造打下堅實基礎;由電子控制技術、力學、電機拖動、運動控制理論等組成方向主幹課。
4.人工智慧方向:以圖像處理與模式識別的理論技術為核心,以數學方法與計算機為主要工具,研究對各種媒體信息進行處理、分類和理解的方法,並在此基礎上構造具有某些智慧型特性的系統;由計算機程式語言、機器學習人工神經網路、模式識別導論、套用統計學組成方向主幹課。

實踐及實驗

實踐環節

包括金工學習、計算機套用基礎訓練、電子工藝實習、電子技術課程設計、專業課程設計、生產實習等,一般安排在夏季學期。

專業實驗

自動控制理論實驗、電力電子技術實驗、運動控制實驗、過程控制實驗、自動檢測與儀表實驗、計算機控制實驗、控制系統仿真實驗、網路及多媒體實驗等。

專業排名

院校排名(第四輪學科評估-控制科學與工程)

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