材料成型及控制工程与自动化技术的应用

第一篇：材料成型及控制工程与自动化技术的应用

材料成型及控制工程与自动化技术的应用

材料成型及控制工程有四个方向：焊接、铸造、热处理、锻压。随着科学技术的发展材料成型也变得越来越机械化和自动化。当今制造技术的主要发展趋势是：制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展。

焊接：近20年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。焊接采用加热和加压或其他方法使热塑性塑料制品的两个或多个表面熔合成为一个整体的方法。自动化采用具有自动控制，能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按规定的程序或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。自动化程度已成为衡量现代国家科学技术和经济发展水平的重要标志之一。现代自动化技术主要依靠计算机控制技术来实现。焊接生产自动化是焊接结构生产技术发展的方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备，在现有的焊接机器人基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线，最终实现焊接计算机集成制造系统CIMS。

在焊接设备中发展应用微机自动化控制技术，如数控焊接电源、智能焊机、全自动专用焊机和柔性焊接机器人工作站。微机控制系统在各种自动焊接与切割设备中的作用不仅是控制各项焊接参数，而且必须能够自动协调成套焊接设备各组成部分的动作，实现无人操作，即实现焊接生产数控化、自动化与智能化。微机控制焊接电源已成为自动化专用焊机的主体和智能焊接设备的基础。如微机控制的晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源、逆变弧焊电源、多功能弧焊电源、脉冲弧焊电源等。微机控制的IGBT式逆变焊接电源，是实现智能化控制的理想设备。数控式的专用焊机大多为自动TIG焊机，如全自动管/管TIG焊机、全自动管/板TIG焊机、自动TIG焊接机床等。在焊接生产中经常需要根据焊件特点设计与制造自动化的焊接工艺装备，如焊接机床、焊接中心、焊接生产线等自制的成套焊接设备，大多可采用通用的焊接电源、自动焊机头、送丝机构、焊车等设备组合，并由一个可编程的微机控制系统将其统一协调成一个整体。

铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸、成分、组织和性能铸件的成形方法。铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入特定形状的铸模待其凝固成形的加工方式。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是沙、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。随着科技技术的发展国内的铸造技术也飞速发展近年开发推广了一些先进熔炼设备，提高了金属液温度和综合质量，开始引进AOD、VOD等精炼设备和技术，提高了高级合金铸钢的内在质量。直读光谱仪和热分析仪，炉前有效控制了金属液成分，采用超声波等检测方法控制铸件质量。一些大中型铸造企业开始在熔炼方面用计算机技术，控制金属液成分、温度及生产率等。成都科技大学研制成砂处理在线控制系统，清华大学等开发了计算机辅助砂型控制系统软件，华中科技大学成功开发商品化铸造CAE软件。铸造业互联网发展快速，部分铸造企业网上电子商务活动活跃，如一些铸造模具厂实现了异地设计和远程制造。

铸造专家系统研究虽然起步晚，但进步快。先后推出了型砂质量管理专家系统、铸造缺陷分析专家系统、自硬砂质量分析专家系统、压铸工艺参数设计及缺陷诊断专家系统等。机械手、机器人在落砂、铸件清理、压铸及熔模铸造生产中开始应用。精确成形技术和近精确成形技术，大力发展可视化铸造技术，推动铸造过程数值模拟技术CAE向集成、虚拟、智能、实用化发展；基于特征化造型的铸造CAD系统将是铸造企业实现现代化生产工艺设计的基础和前提，新一代铸造CAD系统应是一个集模拟分析、专家系统、人工智能于一体的集成化系统。采用模块化体系和统一数据结构，且与CAM／CAPP?ERP／RPM等无缝集成；促使铸造工装的现代化水平进一步提高，全面展开CAD／CAM／CAE／RPM、反求工程、并行工程、远程设计与制造、计算机检测与控制系统的集成化、智能化与在线运行，催发传统铸造业的革命性进步。

锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。“锻压”作为金属加工的主要方法和手段之一，在国民经济中占有举足轻重的地位，是装备制造业，特别是机械、汽车行业，以及军工、航空航天工业中的不可或缺的主要加工工艺。随着经济结构调整的不断深化，作为支柱产业的汽车制造业的大发展，为我国的锻压行业发展营造了一个非常好的机会。近几年在设备制造技术和加工技术上都取得很大的进展，行业的竞争力得到提升，某些技术水平已进入世界先进行列。

但随着中国汽车工业的快速发展，国产锻造设备存在的不足日益凸显。其中，拥有中国自己产权的通用锻压设备多处于较低的水平，目前锻压设备发展趋势是集机械、电子、液压、气动及检测等方面的最新技术于一体，自动化程度高、换模快速、工作可靠、噪声低、防护完善、精度高。近年来又发展了数控系统，能和电子计算机、工业机器人、自动换模系统及自动仓库等相结合，构成多种系列的柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMS），并向电子计算机集成制造系统（CIMS）的方向逼近。

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。在热处理过程中对温度的检测和记录非常的重要，温度控制的不好对产品的影响十分的大，所以温度的检测十分的重要，在整个过程的温度的变化趋势也显得十分的重要，导致在热处理的过程中必须对温度的变化进行记录，可以方便以后进行数据分析，也可以查看到底是哪段时间温度没有达到要求。这样对以后的热处理进行改进起到非常大的作用实现一定程度上的自动化。

日前，中钢邢机通过对热处理炉群的自动化控制系统进行创新改进，在所属异型公司成功完成单台炉体单机控制向整个炉群单机管控的“集中化”转变，实现企业炉群自动化控制的新突破。“集中化”管控就是由单台主机整体集中完成整个炉群的自动化控制工作，通过建立热处理炉群自动化控制的独立整体管控网络，改变每台热处理炉都有一台主机主控的传统模式。企业探索实施“热处理炉群控制集中化管理”，最初是基于对企业扩能上量后热处理炉数量增多、生产用电不易调配问题的解决。经过在异型公司试点进行实际改造实施后，使热处理炉群能够结合排产计划，对照峰谷用电时间段，实现对每台热处理炉作业的自动程序化科学调控，从而大大降低了作业用电成本。同时使企业设备管理更趋便捷科学，运行效率明显提升，目前每班只需2人即可完成17台热处理炉的日常作业管理。为了使工件在生产线上自如地完成整个所要求的热处理工艺过程，被特定设计的连续炉相互连接沟通。炉膛内可多方位贯通，并可使工件料筐90℃角转入下道加热区或过渡保温箱，经传送抵达下一工序或进入冷却室冷却。这种炉体结构和传送装置都具有相当高的水平。以可控气氛箱式炉为例，为满足渗碳、碳氮共渗、氮碳共渗、淬火或光亮淬火、等温淬火等热处理工艺的实施，料盘和料架上的工件以冷链驱动的方式自动送入、通过和送出炉膛，在各自的炉子中完成所要求的工艺。箱式炉与相应的计算机辅助测量、控制与调节系统连用，形成各个独立的模块单元，易于相互连接，构成完善、灵活、组合式自动热处理系统。

电子计算机在热处理中的应用，包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助生产(CAM)、计算机辅助选材(CAMS)、热处理事务办公自动化(OA)、热处理数据库和专家系统等，它为热处理工艺的优化设计、工艺过程的自动控制、质量检测与统计分析等，提供了先进的工具和手段。计算机在热处理中的应用，最初主要用于热处理工艺程序和工艺参数(温度、时间、气氛、压力、流量等)的控制，现在也用于热处理设备、生产线和热处理车间的自动控制和生产管理，还有的用计算机进行热处理工艺、热处理设备、热处理车间设计中的各种计算和优化设计。在热处理中引入计算机，可实现热处理生产的自动化，保证热处理工艺的稳定性和产品质量的再现性，并使热处理设备向高效、低成本、柔性化和智能化的方向发展。计算机在热处理中的应用国外已十分普遍，例如，日本一家摩托车厂的热处理车间，有连续式渗碳炉、周期式渗碳炉、连续软氮化炉等共37台设备，从开始送料，到最终产品检验，全部由计算机控制，每班只需要三个人操作，一人在计算机室内负责全部生产、技术和质量管理，一人在现场巡回检查，一人负责产品质量检验，生产效率极高。我国在热处理行业中应用计算机还是近十多年的事情，目前国内研制生产的热处设备已越来越多地引入了微机控制，极大地提高了设备的自动化水平和生产效率。在热处理工艺过程的实时控制、计算机辅助设计、计算机模拟和数学模型的开发应用等方面，也取得了一定的成绩。

机器人在热处理中的应用，可以有效地改善工人的劳动条件，提高产品质量和劳动生产率。目前主要是用来进行自动装卸料。由于热处理的生产环境差、劳动强度较大，也由于热处理生产向自动化、集成化、柔性化的方向发展，因此，今后机器人在热处理生产中的应用将日趋增多。

第二篇：材料成型及控制工程

材料成型及控制工程

学科：工学

门类：机械类

专业名称：材料成型及控制工程

业务培养目标：本专业培养具备机械热加工基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

业务培养要求：本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事各类热加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1．具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和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、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识；

3．具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力；

4．具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解科学前沿及发展趋势；

5．具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

主干学科：机械工程、材料科学与工程。

主要课程：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD／CAM基础。

主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

修业年限：四年

授予学位：工学学士

开设院校

全部高校>> 哈尔滨工业大学 湖南大学 天津大学 新疆大学 天津农学院 长安大学 北京航空航天大学 郑州大学 天津理工大学 广西大学 西北大学 西南交通大学 合肥工业大学 天津科技大学 四川大学 武汉大学 河北科技大学 安徽工业大学 天津职业技术师范大学 福州大学

第三篇：材料成型及控制工程

材料成型及控制工程 Material forming and control engineering 1.专业信息

材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。

培养目标

本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具

材料成型及控制工程

设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为两个培养模块：

（一）焊接成型及控制：

培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

（二）铸造成型及控制

这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。

（三）压力加工及控制

分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。

（四）模具设计与制造：

掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。

2.课程设置

在学习高等数学、大学物理、大学英语、计算机技术基础等基础课程的基础上，本专业主要学习机械制图、工程力学、机械设计基础、金属学与热处理原理、材料分析测试技术、材料性能学、工程材料学、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、焊接结构失效分析及质量控制、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具CAD/CAM、模具制造技术等专业基础和专业课程知识。本专业在加强专业基础课的同时，加大专业选修课和实验课的比例，使学生具有扎实宽广的专业理论知识和较强的专业技能。

3.培养特色

本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。

就业去向

本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权，学生可以选择进一步深造。学

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生毕业后可以到机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加工业等领域从事与焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术开发、科学研究、经营管理、贸易营销等方面的工作。本专业择业面广，市场需求量大，就业情况良好。

主干学科：机械工程、材料科学与工程。

主要课程：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD/CAM基础。

主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

主要专业实验：塑性成型工艺过程综合实验、铸造工艺过程综合实验、焊接工艺过程综合实验、材料性能及检证、CAD上机实验。

培养目标：本专业培养具备机械热加工基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

培养要求

本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事各类热加工工艺设备设计、生产组织管理的基本能力。?

业务培养要求：本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事各类热加工工艺设备设计、生产组织管理的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1.具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和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、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识； 3.具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力；4.具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解科学前沿及发展趋势；5.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

主干学科：机械工程、材料科学与工程

主要课程：工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD/CAM基础等

主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

主要专业实验：塑性成型工艺过程综合实验、铸造工艺过程综合实验、焊接工艺过程综合实验、材料性能及检证、CAD上机实验等

修业年限：四年

授予学位：工学学士

相近专业：机械设计制造及其自动化

历史沿革

新中国50余年的发展历史中，本科教育长期居于绝对的主导地位，国民经济和社会发展所需要的大批应用型、技术型和职业型人才主要是由本科教育培养的。20世纪50年代初期，中国在全面学习苏联的做法中，形成了“专业对口”、“学以致用”的本科教育思想。各学校纷纷成立了铸造、锻压、焊接、热处理等按行业领域划分专业。在当时特定的历史时期，这种做法对推动中国高等教育的发展和为国民经济建设培养人才起到了重要的作用。但由此也产生了很多问题，诸如：专业设置过窄、人文素质教育薄弱、教学内容陈旧、教学方法偏死、培养模式单一等。这些问题随着中国高等教育由精英教育快速向大众化教育发展而变得愈益突出。

80年代初期，随着材料科学与工程学科的建立，中国一些高等院校的热加工类专业转向材料类学科发展，并由此形成了热加工类专业在材料学科和机械学科各占半壁江山的局面。原金属材料及热处理专业大多转入材料学科，而铸、锻、焊专业有相当数量保留在机械学科。1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时，设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业，其范围涵盖原来的部分机械类专业和部分材料类专业。目前，中国有百余所高等学校办有材料成形与控制工程专业，其中多数以原来的热加工类专业（如铸造、塑性加工、焊接、热处理等）为主体。由于各院校原有的专业基础不同，专业的定位及发展目标也不尽相同，因此在培养模式及培养计划方面也存在较大差异。

2002年材料成形及控制工程教学指导分委员会曾在西宁召开会议，对中国各高校中材料成形及控制工程专业的现状进行了分析，认为目前该专业大体上有三种主要的培养模式，一类是以原热加工类专业为基础，在拓宽基础的前提下，为适应国内人才需求的行业特色，采用有专业方向的培养模式；另一类也是以原热加工类专业为基础，但取消专业方向，加强基础知识，扩展适应领域，进行宽口径的通才式培养模式；第三类是以原机械类专业为基础，涵盖热加工领域，形成机械工程及自动化类型的专业人才培养模式。除上述三种培养模式之外，由教育部批准的焊接技术与工程目录外本科专业，其专业领域也应隶属于材料成形与控制工程的专业范畴。对于上述情况，材料成形与控制工程教学指导分委员会曾责成哈尔滨工业大学、西安交通大学、合肥工业大学等单位牵头制定了针对上述四种情况的指导性专业培养计划，并于2003年4月报送教育部高教司和机械类教学指导委员会。

发展趋势

材料成形及控制工程专业既不完全是按照行业特点设立的专业，也不是按照学科特征设立的专业，因此其发展具有其特殊性。按照对目前本专业的情况及市场需求情况进行分析，估计本专业今后的发展将主要表现为以下几个方面：

1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向

先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程，以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。当今制造技术的主要发展趋势是：制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展

；制造技术向高精度方向发展；综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。铸、锻、焊技术目前正向着近净成形、近无余量加工、精密连接、微连接与微成形等方向发展，并由此构成先进制造技术的重要组成部分。

2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式

材料成形及控制工程专业是一个具有典型材料学科特征的机械类学科，机械学科和材料学科的基础知识构成了本学科的基本知识体系。这一特点决定了材料成形及控制工程专业人才培养必然是宽口径的，而由机械学科和材料学科的基础知识共同构架的材料成形及控制工程专业基础也必然是雄厚的。随着老专业的融合和科学技术的发展，本专业人才培养必然走向厚基础、宽专业的模式。

3.在今后一段时期内，分类培养仍将占据主要的地位

目前，大多数高等院校的材料成形及控制工程专业还按照区分不同的专业方向的模式进行人才培养，这一方面是由于在由老的铸、锻、焊专业向新的材料成形专业转型时还难以完全摆脱原有的专业痕迹，另一方面，市场对人才的需求也还没有适应专业的变化，仍然按照行业特征来招聘人才。这种情况还将持续一段时间，并将随着社会和工厂企业的专业人才培训功能的建立和完善而逐渐发生变化。

存在问题

就材料成形及控制工程专业目前的现状来看，存在以下几方面的问题：

1.专业教学改革理论准备不足

虽然中国高等教育改革的指导思想包括了“教学改革是核心”的内容，但由于体制改革任务繁重，涉及到众多大学，且实效性极强，加上其他多方面的原因，本科教学改革始终未成为高等教育研究的热点。因此，各校的本科教学改革大都是在没有充分理论研究的情况下开展起来的，改革的方向不够清晰明确，往往是边研究边试点，在试点中积累经验、探索理论。从各校本科教改立项来看，项目或课题组基本由各学科专业的学者组成，不但没有相关学科的学者参加，甚至连高等教育专业理论工作者也很少参与。没有理论指导的改革可能是盲目的，成效难以预料。这一问题已引起有关部门的关注。教育部已在“新世纪高等教育教学改革工程本科教育教学改革立项项目”中确立了一批教学指导思想研究项目，相信它能对本科教学改革产生重要的影响。

2.教学改革的总体目标不明确

从改革思路和做法看，少数学校进行了打通部分学科专业基础教学的改革实验，个别学校在全校开展了通识教育教学改革实验，大多数学校把本科教学改革的重点放在各学科专业内部，所追求的目标一般是基础的加宽、课程结构的调整、知识的更新、教学方法的转变，以及教学设施和实验实习条件的改善等。这表明，人们没能从根本上认清现行的本科教学的痼疾，现在所做的只是在维持现行本科教学基本模式的前提下，修修补补，并没有看到中国大学本科教学改革的总体目标应当是重建本科教学体系。

3.专业内涵不够明晰

由于各高校的材料成形及控制工程专业原来的基础不尽相同，在专业人才培养规格方面的要求也不尽相同，各院校还没有完全摆脱老专业的框框，而只是在老专业的基础上进行调整和修改。由于这种调整和修改往往缺乏对专业内涵和对专业发展前瞻性的准确把握，所以表面上虽然形成了一种“百花齐放”的局面，但实际上却是一种低层次的、不完善的临时措施，并且与原来的老专业对比来看，有一种“新瓶装旧酒”的印象。这种情况是由于专业内涵尚不够明晰造成的。

4.专业人才培养的目标和规格缺乏层次

从目前收集到的数十所高校的材料成形及控制工程专业的培养计划来看，无论是研究型大学、教学研究型大学或普通院校，对培养目标基本上都定位于“培养高级工程技术人才”。培养目标的这种高度一致，不能满足市场对各类人才的需求，同时也不利于学校特色的发挥。在科学技术高速发展的今天，工科专业不仅需要培养高级工程技术人才，同时也需要培养科学研究型人才和职业型人才。但各类院校在人才培养类型上尚未形成比较明确的分工。在培养规格方面，各学校对人才的知识结构比较重视，对能力结构和素质结构则缺乏详尽的要求，并且各类院校在培养规格上也同样缺乏层次上的定位。5.拓宽口径与专业素质教育的关系尚未解决

针对中国人才培养专业口径过窄的问题，拓宽专业面向无疑是正确的，特别是几年来取得的成效也是明显的。妥善处理拓宽专业口径与保持专业特色的关系在具体操作中拓宽的程度是很难把握的。一般说来，不同类型的学校之间，人才培养目标的定位、研究生与本科生的比例、师资整体水平、办学传统和学风状况、学生早期介入科研的可能性、课外文化和科技活动的环境、实验实习条件、学生独立学习的能力以及毕业生的实际出口流向等方面都存在着较大的差异，因此，不同类型的学校应当设置不同的专业口径，不应做盲目的攀比。当前，在人才培养方案设计中存在的主要问题，除了“培养模式单一，教学内容陈旧”等以外，还有两个值得注意的问题：一个是在方案中培养目标定位不明确，文字表述“口号化”，目标定位过高过泛，缺乏针对性的特色；另一个是课程体系、特别是专业基础课、专业课以及实践教学环节的设置与培养目标不对应，无法实现培养目标。拓宽专业口径是改革的总趋势，办出特色是专业的立足之本，而专业口径宽窄设置上“度”的把握是两者的结合点。

几点思考

本科教育不是单纯的专业教育。本科教育习惯于按专业招生，分专业培养。所谓的拓宽专业面，也是在专业范围内做文章。尽管本科教育不可能不包括专业教育，但不等于专业教育，其内涵比专业教育更深刻，外延比专业教育更宽泛，本科教学应有更广泛的领域，应当在人文、社会、科学、工程和技术等众多方面为学生打下坚实而宽广的基础，为学生的多样化和个性化发展铺平道路。

本科教育不是职业培训。在一个时期里，本科教学强调专业开办应当与社会生产相一致，课程设置应当考虑实际应用价值，教学内容要有助于学生胜任具体工作，教学方法强调实际生产现场教学。虽然不可能把本科教育与职业需要之间的联系完全割断，但区别本科教育与职业培训对于我们正确认识本科教育的特征是很有帮助的。本科教育可以、应当为学生毕业后直接就业提供一定的准备，但这不是其主要使命。其主要使命是为学生奠定一种发展的基础，使他们在毕业后能够有新的、更大的发展

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。因此，本科教学应当淡化职业倾向性，重视学生科学思维、科学方法、科学精神的培养，不仅要让学生学会学习，学会工作，还要使学生学会探索，学会创造。

本科教育不是守成教育。本科教育长期缺少一种面向未来的精神，过于守成，缺乏创新。本科教学的现状是，讲理论，重视要求学生掌握已知，在考试中不能考有争议的问题，教给学生“正确的”知识和方法，有分歧的理论或观点应当回避，教师个人的见解不得轻易在课堂上亮出，以免误导学生。由此所带来的后果是，教学缺少生机与活力，读死书，死读书，教学气氛压抑、沉闷。这样是难以培养出能够为人类文明做出创造性贡献的人才的。因此，本科教育必须由导向过去的教育转变为导向未来的教育，要培养能够适应未来社会发展要求的、具有创新能力和创新精神的高素质人才。本科教学应当根据未来知识社会人的发展需要来设计课程体系、教学内容、教学方法和教学手段，要在使学生掌握人类优秀文化科学成就的基础上，特别注重培养学生的批判精神、进取精神，使学生养成积极的人生观，引导学生乐观地面对现实，增强迎接挑战，开创未来的信心和勇气。

另外，课程的国际化也是一个不容回避的问题，因为未来学生培养的业务质量标准是没有国界的，必须处理好课程的国际化和本土化问题。对于一些有中国特色的课程，还可以考虑加大教学方法改革的力度。比如，处理好理论教学与实践教学的关系、教师讲授与引导讨论及研究式学习的关系，等等。

研究问题

1.明晰专业内涵，确定发展方向

材料成形及控制工程专业作为1998年专业调整时设立的一个新的专业，由于其涵盖范围较广泛，涉及的内容较繁杂，因而使其专业内涵不够明确。

材料成形及控制工程专业是以成形技术为手段、以材料为加工对象、以过程控制为质量保证措施、以实现产品制造为目的的工科专业。材料成形及控制工程专业与机械设计制造及自动化专业、工业设计专业和工程装备与控制工程专业均隶属于机械学科，要求共同的机械工程基础理论。以材料为加工对象的特点决定了材料科学也成为本专业的基础知识，而以过程控制为质量保证措施这一特点，决定了控制理论也成为本学科基础知识的重要组成部分。因此，材料类学科专业和自动化专业及计算机科学与技术专业等都成为与本专业密切相关的学科。此外，随着科学技术的发展和学科交叉，本专业比以往任何时候都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。

材料成形及控制工程这一隶属于机械学科、具有机械类学科典型特征的专业，同时还具有浓厚的材料学科的色彩，成为一个业务领域宽、知识范围广的名副其实的宽口径专业。继续进行深入研究，准确界定专业内涵，对专业的发展具有重要的意义。

2.培养目标的定位

培养目标定位很重要，涉及到材料成形及控制工程专业的发展和人才培养适应市场需求的问题。尽管中国的高等教育已由精英教育迈入大众化教育阶段，但这并不意味着社会市场只需要通才，而不需要专才。并且科学研究和工程应用这两方面的需求也要求培养不同类型的专业人才。因此，不同类型学校应根据市场的需求和自身的特点来培养不同类型的人才。一部分高等院校应该担负起精英教育的责任，以培养材料成形及控制工程学科的科学研究型和科学研究与工程技术复合型高层次人才为主，本科阶段应是以通识为主的专业教育；另一部分学校应以普及高等教育为主，负起大众化教育的责任，以培养本学科的工程技术型、职业应用复合型人才为主，本科是通识与专业并重的教育；高等职业技术学院则以培养职业应用型、职业应用复合型人才为主，专科是完全职业专业教育。各学校可根据学校自身的层次来确定专业培养目标。

在材料成形及控制工程专业培养目标的定位中，还应考虑市场需求。本科教育培养通才还是专才，是以普通教育为中心还是以职业教育或专业教育为中心，历来是高等教育激烈争辩的问题。西方国家本科通才教育是建立在完善的继续教育基础上的，中国在这方面还有较大的差距。一方面是一些大型企业公司已有完善的教育培训体制和充足的教育经费，而另一方面是大量的中小企业仍然需要行业背景强的毕业生，因而高校应进一步适应市场的需求，根据不同的培养目标，调整通识教育与专业教育的比例，拓宽专业口径，灵活专业方向，建立和健全第二学位、主副修制度等。

3.创新精神和能力培养的实践落脚点

当前，就高校自身来说，首先应抓好以下工作：(1)教师队伍建设是关键。教师的真本事，主要不是课堂上的公式运用和解题技巧，而是在于提出的解决问题的思路。教师过教学关、过外语关、过现代信息技术关、接受科研训练以及参加国内外的各种学术交流等，在当前显得特别重要。(2)在教学领域应当全方位地“联合行动”，即：突破传统观念，强化创新意识；提倡教育民主，尊重创新精神；改革评价方式，建立创新机制；关注个性培养，营造创新氛围；拓宽知识视野，夯实创新基础；开发情感智力，培养创新品质等等。(3)当前应特别注意加强教学方法和考试方法的改革，根据学生的不同年级，逐渐使学生从以教师、书本和课堂为中心的教学模式中“向外突围”，通过教学管理制度的改革，增加学生的自学时间，组织学生参加有指导的小型课堂讨论(Seminar)，引导学生参加教师的科研工作，鼓励学生参加课外科技和实践活动等等。(4)建设和改造一批能够培养学生动手能力的实践训练中心(基地)，克服困难，保证实践和实验教学环节的落实。

4.关注大学后教育问题

根据十六大提出的形成全民学习、终身学习的学习化社会的要求，高等学校必须研究终身教育观念对高等教育全方位的影响，探索在终身教育这一大系统中自己的位置。因此，研究大学后教育对高等学校确定人才培养规格和培养模式具有直接的意义。

研究生教育是以受过大学教育的优秀人才为对象，以培养精英型科学研究人才为目标的教育。尽管中国研究生招生人数在不断增长，但相比于大学生的招生数量来说，仍然是一少部分，而研究生的培养对中国的科学研究和国民经济建设都具有重要的意义，因此，部分高等院校，特别是研究型大学和教学研究型大学，应该把满足研究生培养的需求纳入到本科阶段的教育中去。

大学后的职业技能教育一般是以行业学（协）会或工厂企业来进行的。西方发达国家在这方面已经形成了完善的体系，而中国在这方面尚存在较大的差距。针对中国目前的现状，高等学校在人才培养过程中不仅要考虑使学生毕业后能尽快适应实际工作的需求，而且要注意使大学教育与不断发展的职业技能教育相适应。在近期一段时间内，大学教育还应该注意加强专业知识与技能的训练，以适应中国当前的情况，待职业技能教育体系逐渐完善后，将大学教育的重点逐渐转变到通才教育。

未来方向

分析材料成形及控制工程专业的现状及存在的问题，在今后一段时间内应开展以下几方面的研究工作：

（1）材料成形及控制工程专业的知识结构及课程体系建设。

（2）机械、材料、控制、信息等多学科融合与本专业建设的关系。

（3）强化实践性教学环节，建设专业实习基地的问题。

（4）人才培养模式与市场需求的关系。

（5）专业教材建设的问题

英文名称：Material forming and control engineering

材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。

培养目标：

本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为三个培养模块：

（一）焊接成型及控制：

培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

（二）模具设计与制造：

掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。

课程设置：

在学习高等数学、大学物理、大学英语、计算机技术基础等基础课程的基础上，本专业主要学习工程力学、机械设计基础、金属学与热处理原理、材料分析测试技术、材料性能学、工程材料学、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、焊接结构失效分析及质量控制、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具CAD/CAM、模具制造技术等专业基础和专业课程知识。本专业在加强专业基础课的同时，加大专业选修课和实验课的比例，使学生具有扎实宽广的专业理论知识和较强的专业技能。

培养特色：

机械学科和材料学科均为国家重点学科，本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。

就业去向：

本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权，学生可以选择进一步深造。学生毕业后可以到机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加工业等领域从事与焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术开发、科学研究、经营管理、贸易营销等方面的工作。本专业择业面广，市场需求量大，就业情况良好。

（三）铸造成型及控制：

铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。

铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。

铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。

行业趋势：铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能，更高的精度，更少的余量和更光洁的表面。此外，节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求，新的铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。

铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展，少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面，将有新的发展。

铸造业的发展铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。我国目前已经成为世界铸造机械大国之一，在铸造机械制造行业近年来取得了很大的成绩。

材料成型及控制工程（轧钢方向）培养目标：培养从事材料成型生产、管理、设计、服务等领域的高素质技能型人才。主要专业课程：机械设计基础、机械制图、型材生产及孔型设计、板带材生产、线材生产、液压传动、电工电子学、机械设计基础、金属学与热处理、材料成形原理、材料力学、理论力学、材料成型工艺及设备、PLC编程与控制、材料加工CAD/CAM、等。

主要就业去向：材料成型工艺规程的设计及相关设备的维修调试，材料成型生产、组织、管理，相关产品销售。可在汽车制造、模具、造船、锻压、铸造等各类机械行业中广泛就业。

第四篇：材料成型及控制工程

材料成型及控制工程这个专业的就业前景

材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业，主要研究金属材料、非金属材料、超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化与智能控制、质量检测和可靠性评价等。随着各种新材料在各行各业中的广泛应用，加之我国新材料行业的产业结构调整与材料成型设备新技术的发展紧密相关，因此对既有材料科学知识，又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高级科技人才的需求将有所增加。

材料成型及控制工程专业作为机械工程、材料工程、计算机应用技术相结合的宽口径高技术专业，培养工程材料、材料成型、模具设计与制造、计算机应用等领域内的高级工程技术人才。该专业包含材料成型工程、模具设计与制造多个方向。

材料成型工程是制造业的基础，是各类产品制造的先行和必备工序；模具工程是衡量一个国家工艺水平的重要标志，模具技术人才的社会需求量极大。本专业的学生应掌握机械工程、材料科学与工程、计算机应用技术等相关领域的基本原理、基本技能、基本工作能力，本专业的毕业生应能在机械、材料、模具、电子电器、检测、工业管理、技术贸易等领域内的大中型企业、科研及设计部门中胜任新材料设计开发、材料成型工艺设计、材料的检测与质量控制、模具设计与制造、热处理与表面处理、计算机应用、企业信息化，以及管理、教学、技术贸易和其它技术工作。

材料成型及控制工程专业毕业生就业前景非常好,就业领域宽,可在机械、电子、电器、汽车、仪器仪表、能源、交通、航空航天等行业内从事材料和产品的研究与开发、工艺设计、模具设计与制造、质量检测、经营销售及管理工作或在相关的研究部门和高校从事科技研究和教学。

考研可报材料加工方向的研究生,如锻压,冲压,模具设计与制造等;也可报考焊接方向的研究生.材料成型专业整体就业好，相比之下焊接专业很好好就业的。如有机会能考研还是建议试一下，有的专业读了研反而不好找工作，但是对于材料成型及控制工程专业这个多学科交叉融合的工程技术专业，读了研一时不会愁到时不好找工作，另外肯定的是读了研出来待遇肯定比本科要好的多。

毕业流向：该专业的毕业生主要在各类企业工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运

行管理和经营销售等方面工作。

开设该专业的排名靠前学校-(33所学校该专业排名靠前)排名不分先后:华中科技大学 西北工业大学 北京科技大学 华东理工大学 山东大学 哈尔滨工业大学 东南大学 北京航空航天大学 西安交通大学天津大学 东北大学 湖南大学 重庆大学 南京理工大学 兰州理工大学 燕山大学 四川大学 武汉理工大学 广东工业大学 大连理工大学吉林大学 郑州大学 辽宁石油化工大学 山东科技大学 大连交通大学 福州大学 北京理工大学 湖南科技大学

太原理工大学 南昌大学沈阳工业大学。西安石油大学。武汉大学

开设该专业的所有学校:

-华北地区(22所学校开设该专业)

北京理工大学 天津理工大学 中北大学 河北理工大学 内蒙古科技大学 河北工程学院 燕山大学 北京航

空航天大学 太原理工大学 中国石油大学(北京)北京科技大学 北华航天工业学

内蒙古工业大学 燕山大学里仁学院 包头医学院 河北工业大学 天津工程师范学院 太原科技大学 河北科

技大学理工学院 河北科技大学 天津大学 天津科技大学

-东北地区(19所学校开设该专业)

沈阳理工大学 东北大学 大连理工大学 北华大学 长春工程学院 辽宁工程技术大学 黑龙江工程学院 吉林大学 沈阳大学 哈尔滨工业大学 长春工业大学 辽宁工学院 哈尔滨理工大学 沈阳航空工业学院 黑龙

江科技学院 佳木斯大学 沈阳工业大学 大连交通大学 辽宁石油化工大学

-华东地区(45所学校开设该专业)

南昌航空工业学院科技学院 江苏科技大学 浙江科技学院 景德镇陶瓷学院 山东大学 南京理工大学 东南大学 山东科技大学 安徽工业大学 上海电机学院 台州学院 九江学院 上海工程技术大学 山东理工大学 福州大学 中国石油大学(华东)南昌工程学院 合肥学院 南昌大学 江苏大学 铜陵学院 华侨大学 厦门理工学院 华东理工大学 青岛理工大学 上海理工大学 合肥工业大学 山东建筑工程学院 扬州大学 淮阴工学院 上海电机技术高等专科学校 常州工学院 山东交通学院 上海应用技术学院 南昌航空工业学院 青岛科技大学 福建工程学院 南京工程学院 安徽工程科技学院 南京农业大学 山东轻工业学院 华东交通大学

理工学院 苏州大学 华东交通大学 江苏工业学院

-华中地区(34所学校开设该专业)

江汉大学文理学院 中原工学院 河南工业大学 河南科技大学 茂名学院 湖南理工学院 长江大学 武汉大学 武汉理工大学 湘潭大学兴湘学院 三峡大学 华南理工大学 桂林电子工业学院 华中科技大学 湖北汽车工业学院 广西工学院 武汉科技大学 郑州航空工业管理学院 长江大学工程技术学院 广东工业大学 湖南工程学院 武汉工程大学 湖南大学 华北水利水电学院 郑州大学 广西大学 江汉大学 株洲工学院 湘潭

大学 中南林学院 湖南科技大学潇湘学院 湖南科技大学 湖北工业大学 河南理工大学

-西南地区(10所学校开设该专业)

重庆工学院 攀枝花学院 贵州大学 重庆科技学院 四川大学 西华大学 贵州工业大学 重庆大学 西南交通

大学 四川理工学院

-西北地区(14所学校开设该专业)

青海大学 陕西理工学院 新疆大学 西北工业大学 长安大学 西安理工大学 兰州交通大学 兰州理工大学 西安建筑科技大学 宝鸡文理学院 陕西科技大学 西安石油大学 西安工程科技学院 西安交通大学

第五篇：材料成型及控制工程

材料成型及控制工程（材料加工控制及信息化方向）

培养目标：培养具备材料加工基本原理、计算机控制及信息学科的知识和技能，掌握材料加工成形过程的自动化与人工智能、专家信息系统的建立与开发、机械零件及工模具的计算机辅助设计与制造、新材料制备与加工、先进成形加工技术与设备、材料组织与性能的分析及控制等专业知识，能够从事材料加工、计算机和信息技术应用领域的产品和技术开发、设计制造、质量控制、经营管理等方面的高级工程技术人才。

主要课程：材料科学基础、材料成型原理、材料组织与性能控制原理、先进材料加工技术、现代材料表面工程学、计算机辅助设计与制造、模具CAD/CAM、计算机数值模拟技术、控制工程基础、数控原理与编程、检测技术与控制工程基础、计算机网络与专家信息系统在材料加工中的应用、材料加工企业管理及计算机信息系统、材料加工品质分析与控制、材料微观分析及计算机图像处理。

就业方向：可在电子信息产品制造业、机械制造行业、汽车制造业等领域从事各种材料加工与制备、计算机和信息技术应用于材料加工工艺与控制、工模具的计算机辅助设计与制造、技术与产品研发、质量控制、经营管理、商品检验及技术监督等方面的工作，亦可在教育科研、商业贸易和专业咨询等部门广泛就业。