过程装备与控制工程我的专业概论

1．历史、发展和现状简介过程装备与控制工程专业(代码为080304)属机械类的第四个专业，其主要由1993年原国家教育委员会颁布的专业目录中“化工设备与机械”(原代码为080307)专业经过拓宽专业领域范围和扩展专业内容演化发展而来。根据新的专业目录和本科专业介绍，本专业将面向化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全等部门，培养具备化学：[程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识，能够从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业既是适应国民经济发展，顺应高等教育改革变化而构建的面向21世纪需要的新专业，又是为我国经济建设的发展，尤其是为我国化学工业的发展立下汗马功劳的原化工设备与机械专业的演变发展的结果，追溯过程装备与控制工程专业的历史，应当从更早的化工机械专业的诞生开始，并将整个专业发展划分为两个阶段。第一阶段为化工设备与机械(或化工机械)时期。第二阶段为改革后的过程装备与控制工程时期。第一阶段的特点是专业的设立与发展；第二阶段的特点则是为进入21世纪而经过拓宽领域、扩展内容后的改革与发展。新中国成立之初，我国为解决组建与发展化学工业急需培养专业人才的需要，按照原苏联高等院校专业模式，设立了化工机械专业。50年代初，曾聘请前苏联化工机械专家A．D．杜马什涅夫到我国讲学，系统地介绍当时苏联化工机械专业的教学体系，并为我国培养了第一批化工机械专业的师资。当年亲自聆听杜马什涅夫讲学的教师，作为我国化机专业的元勋，分别在许多高校设立了化工机械专业。新成立的化工机械专业的专业面很窄很细，其培养目标一直定在“从事化工设备设计的专门人才”。当年我国化工行业正艰难地起步，急迫需要为化工生产选用符合生产工艺条件需要的标准设备，设计非标准结构的生产设备的人才。由于化工生产中高温高压设备的特殊性，不懂化工的纯机械类专业毕业生难以胜任。化工机械专业正符合这种需求，为化工生产培养了一大批既懂机械又懂化工的复合型专门人才，解决了当时化工行业技术人员匮乏的燃眉之急。由于化工行业在国民经济发展中占有重要的地位，从建国以来，一直处于高速发展的状况。化工行业的发展，离不开化工机械专业人才，因此对化工机械人才一直保持着极大的需求量。根据原国家教育委员会统计，1989年，设立有化工设备与机械专业的学校有35所，到了1993年，该专业有43所学校招生。现在，尽管有50多所院校设置了化工设备与机械专业，每年招生人数也在不断增加，但还是跟不上化工行业的发展速度。根据前几年化机专业毕业生的调查，大多数院校供需比约在1：7～1：10之间，个别学校或个别年份偏低，但也未低于1：3。化工机械专业学生毕业“一次分配率”——即在规定分配期限(一般为毕业生离校前的3个月至4个月左右)之前与用人单位已经签订了聘用合同学生的比例，在各学校中均能位于校内各专业的排行前列。供需比表明每个化机专业毕业生一般都有7～10个工作单位等待他们去应聘，这是多么兴旺的专业面貌!回顾化工机械专业的发展，它是伴随我国化学工业的初创与发展而成立和一步步发展的。这个专业的发展不仅促进了我国化工行业的顺利发展，其自身的发展过程也留下了化工行业发展中不同阶段、不同需求而造成的烙印。50年代初，我国化工行业中尽管曾有侯德榜先生在解放前发明的世界著名的氨碱法，但是作为国家工业，连小作坊式的化工厂都极少，整个行业几乎是从零开始的起步发展。那个时期急需解决的是有无人才能够从事化工机械专业工作的难题。面对具体的工作岗位需求，苏联化工机械专业教学模式培养的是专业面极为对E1，到了化工厂几乎立即就能发挥作用的毕业生。正因适应了化工行业的需要，具有苏联模式的化工机械专业也应运发展。按照苏联模式，化工机械专业培养的毕业生具有既懂化工、又懂机械，符合当时复合型人才的初步要求。在工作中，由于能够解决生产中的机械设备问题，也能解决一些化工生产方面的工艺问题，化工机械专业人员被称作为“万金油”式的技术人员。到了七八十年代，我国大量引进大型石油化工成套生产装置，建成了许多以石油为原材料的大型炼油装置，大型化工、化肥装置。化工机械专业的人才为这些成套生产装置的引进、安装、运行、管理、维修发挥了重要作用。此后，又在消化吸收国外技术的基础上，开始了设备国产化的努力。首先是部分辅助设备采用国产设备替代，最后发展到全部设备自行设计、自行制造。这种消化吸收国外先进技术、仿制或根据国内条件改进设计的国产化工作，为既懂化工又懂机械的化工机械专业人才提供了极好的发挥特长的舞台，使他们备受化工行业的青睐。90年代以后，化学工业的生产规模趋向大型化和自动化的势头既快又猛，我国“人关”的呼声一天高过一天，在全国由计划经济向市场经济过渡的时期，化学工业的发展对化工机械专业提出了“开发与创新”的更高要求。此时化工机械专业进入了改革与转变时期。与全国其他专业相同，化工设备与机械专业存在如何改革、向何处发展的重要问题。继续按照苏联模式，专业面过窄过细，学生负担也太重，而且对工作变动的适应性不强，后劲不足。按照美国大学的做法，只设专业大方向，不设像化工设备与机械这样过细的专业，他们采取化工或机械某一专业的毕业生再进行一年岗位培训，根据岗位需要补充另一专业的基础和实践知识。这种做法在国内无法大面积操作。德国大学里设置有类似化工设备与机械的专业方向，在具体教学安排上或侧重于化工单元设备，或侧重于化到了七八十年代，我国大量引进大型石油化工成套生产装置，建成了许多以石油为原材料的大型炼油装置，大型化工、化肥装置。化工机械专业的人才为这些成套生产装置的引进、安装、运行、管理、维修发挥了重要作用。此后，又在消化吸收国外技术的基础上，开始了设备国产化的努力。首先是部分辅助设备采用国产设备替代，最后发展到全部设备自行设计、自行制造。这种消化吸收国外先进技术、仿制或根据国内条件改进设计的国产化工作，为既懂化工又懂机械的化工机械专业人才提供了极好的发挥特长的舞台，使他们备受化工行业的青睐。90年代以后，化学工业的生产规模趋向大型化和自动化的势头既快又猛，我国“入关”的呼声一天高过一天，在全国由计划经济向市场经济过渡的时期，化学工业的发展对化工机械专业提出了“开发与创新”的更高要求。此时化工机械专业进入了改革与转变时期。与全国其他专业相同，化工设备与机械专业存在如何改革、向何处发展的重要问题。继续按照苏联模式，专业面过窄过细，学生负担也太重，而且对工作变动的适应性不强，后劲不足。按照美国大学的做法，只设专业大方向，不设像化工设备与机械这样过细的专业，他们采取化工或机械某一专业的毕业生再进行一年岗位培训，根据岗位需要补充另一专业的基础和实践知识。这种做法在国内无法大面积操作。德国大学里设置有类似化工设备与机械的专业方向，在具体教学安排上或侧重于化工单元设备，或侧重于化工生产成套设备。学生在化工系或机械系分别学完两个专业必要的专业基础课，最后学习少量专业课。这样的模式培养的学生，尤其是化工设备与机械专业的学生，具有化工与机械两方面的扎实基础，知识面也较广，有利于工程师素质的培养。相比之下，德国模式，也就是在高校重点完成工程师素质培养的模式，对化工设备与机械专业的改革有较多的参考借鉴作用。结合我国国情，原化工设备与机械专业要拓宽，冲破单一化工或化工机械行业的局限，将基本原理、基本要求相近或一致的行业包容进来。在原有化工或化工机械的范围内，过去重点放在气体与液体状态的材料，在改革专业工作中也应将过程工业(包括化学工业在内)中经常需要处理的粉粒体材料包容进来。在过程工业大型化、自动化的发展特点下，原专业较多研究单元操作设备而忽略生产线(装备)的整体研究，这种缺欠需要改变。专业的重点将转变为过程整体的研究和过程整体的控制。在专业方向和内容改革的同时，还进行着一项现代化工具学习、应用的具体变化，不论在原有化工设备与机械专业名称下，还是在新的过程装备与控制工程专业名称下，计算机工具的学习和使用都提到了较高的地位。学生不仅学习计算机文化基础课，还初步学会使用计算机；学习计算机语言，学会简单编程，解决理论课程学习和实际应用的计算问题；过程装备与控制工程专业将计算机绘图等课程列入必修课，后续课程的机械图要求以计算机绘制。在计算机的使用上达到较高的水平。2．专业方向和专业特点过程装备与控制工程专业既有化工机械专业较为长久的历史，又有经过拓展充实的新的专业面貌。根据新专业目录对本科专业的介绍，本专业的方向是能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全等部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。相比过去的化工设备与机械专业方向，新名称下的专业拓宽了面向行业范围，由化工设备与机械领域拓展为9个行业，由设计、制造、研究、运行、管理5大任务，变为工程设计等新5大任务。过程装备与控制工程专业中的“过程”(工业)是指处理流动型材料(如气体、液体、粉粒体等)，以改变物料状态或物理与化学性质为主要目的的工业，以上9个行业就是其主要代表行业。化学工业作为过程工业中的一个行业，二者之间的基本原理是相同的，其中包括二者所处理的物料状态均为气体、液体或粉粒体，是可以流动起来的物体；二者经历的过程均为“流体输送”、“传热”、“传质”和“化学反应”。由此可见，研究学习过程工业的规律，完全涵盖了化学工业的规律；反过来看，熟悉了化学工业的规律，可以举一反三应用到过程工业的其他行业。过程装备与控制工程专业的“装备”一词，其内涵大于装置和设备两词。根据有关资料对其内涵的解释，压缩机、反应釜、换热器等都是一个设备，共同完成一个任务的一组设备为装置；生产用装置与其他辅助装置的总合叫装备。本专业不仅要掌握单独设备的设计应用，还要研究与解决设备与设备之间生产中的联系，以及生产设备与非生产装置的联系。过程装备与控制工程专业中的“控制工程”，要求的程度主要有三：其一是掌握控制工程学科的基本理论、基本知识；其二是掌握控制技术；其三是了解理论前沿。从这三项要求可知，本专业对控制工程的要求仅为对常见的过程设备(如流体输送设备、传热设备、传质设备及反应设备等)可进行操作控制，能够选择控制元件，进行控制系统的设计。过程装备与控制工程专业具有区别于其他产业机械的显著特点：首先，过程装备(例如化工装备)的设计、研究、开发、制造和运行，都与装备内部的物理的或化学的过程密不可分，与其外部所提供的环境条件密不可分。其次，由于装备运行工艺过程复杂多样，有大到千万吨级的巨型炼油装置系统、百万吨级的大型烯烃成套系统；小到数吨级高纯度精细化工产品装置系统，以及涉及人造血浆制备系统等等，这就要求从事过程装备的设计、研究、开发的技术人员必须同时具备过程和控制两方面的知识。随着现代技术的进步与发展，大型化、精细化、自动化的过程装备中，流程参数(如温度、压力、流量等)与过程的进行必须精确地自动控制，这样才能达到装备高效、安全、可靠地运行。过程装备与控制工程专业将“过程”、“装备”、与“控制”三个相关学科(例如化工、机械、控制)紧密地结合在一起，充分体现出2l世纪技术发展的方向，也展现出过程装备与控制工程专业“过程(化工)、机械、控制”三位一体的专业特点。在专业设置上，过程装备与控制工程专业也有其他专业没有的特殊状况。由于专业的前身——化工设备与机械专业具有把化工与机械合二为一的特点，这个专业在有些院校设于机械学院(或系)，另一些则设于化工学院(或系)。3．专业地位和应用过程装备与控制工程的地位应从过去化工机械专业和更改名称后两个阶段分析。过去化工机械专业在化工行业中起到什么程度的作用，化工行业又在“过程”工业中占有多大的比重，改革后的专业将在其面向的各工业领域中会有多大的影响，通过各个环节的分析，自然可得出本专业地位的客观结论。化工机械专业自建立以来，对化学工业的组建与发展，乃至对我国经济建设都起到不可或缺的作用。50年代化学工业从零开始，化工机械专业为其输送了大批可用人才；七八十年代，我国化工行业引进了一些大型石油化工成套装置，化工机械专业为这些国外成