智能制造工程:制造类专业新秀

作者:菠菜评级 发布时间:2021-03-29 15:42

  教育部近日公布2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果。在2020年新增备案本科专业名单中,人工智能、智能制造工程成为新增最多的专业,其中有84所高校新增备案智能制造工程专业。自2018年首批4所高校开设智能制造工程专业以来,全国已有200余所高校开设智能制造工程专业。

  智能制造是什么?举个例子,受新冠肺炎疫情影响,人们逐渐习惯在线办公、在线上网课,这也推动了手机等智能制造设备的发展。以某品牌手机为例,目前该品牌第一代智能工厂已经落地,能够年生产100万台手机,接下来还将落地第二代智能工厂,将实现年生产1000万台手机。智能制造工程专业,通俗地说就是在硬件基础上给机器人和系统赋予一个类似人的大脑,以及信息处理系统。

  新一代信息通信技术、新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合,开启了智能制造新领域,给制造业带来新的理念、模式、技术和应用。人类社会步入“工业4.0”时代的背后,智能制造成为各国竞相角逐的一个新的制高点。“工业4.0”时代,在5G、人工智能、大数据、云计算与边缘计算、自动驾驶等新兴科技的加持下,工业互联网、工业机器人、智能传感器等新一代生产工具将普遍应用于制造业的各环节、各领域、各场景;智能工厂、数字化车间将成为最基本的生产空间。在这样的发展趋势下,智能制造工程必然是最基础的行业需求。

  制造业产生巨大变革的同时带来了本科教育理念上的转变。大学亟需培养智能制造工程领域实践能力强、综合素质高的高层次创新人才和紧缺专门人才。2017年教育部高等教育司启动新工科专业建设,4年里已有超过200所高校开设智能制造工程专业,成为热门的新工科专业之一。

  各院校在安排专业时,通常会将机械、制造、自动化等传统工科专业归并到同一院系;也有学校会基于不同的侧重点与研究方向,将智能制造专业与车辆、航空、材料或者能源类专业归并到同一院系。开设智能制造工程专业的高校包括北京航空航天大学、同济大学、上海大学、天津大学、吉林大学、北京理工大学、北京工业大学、河北工业大学、华南理工大学等。

  不同层次的高校均开设有智能制造工程专业,但培养方向有所不同,有的以培养科研型人才为主,有的以培养技术应用型人才为主,有的以培养技术操作类人才为主,因此在设置核心课程时会有所不同:以培养智能制造领域科技研发、产品与装备设计类人才为目标的天津大学,核心课程包括产品设计基础、先进制造技术、人工智能基础、机器人技术与应用、自动控制原理、制造系统规划与设计等;以培养技术应用型人才为主的上海第二工业大学,其智能制造工程专业的核心课程主要包括机械工程基础、电工与电子技术、计算机网络与工业物联网、RFID技术与应用、工智能技术及应用、计算机智能控制系统、数控机床与编程、传感器与检测技术、智能装备故障诊断与维修、智能仪器技术、数字化制造技术、智能生产计划管理(MES/ERP)等。

  北京航空航天大学针对制造强国战略对先进航空航天与高端制造人才培养的发展需求,以机械工程及自动化学院为主体专业依托,结合自动化科学与电气工程学院、计算机学院、人工智能研究院等相关专业优势资源,打造“智能制造工程”专业,培养面向航空航天与智能制造等领域的学科交叉高层次专门人才。上世纪80年代,北京航空航天大学就成为国内开展智能制造研究的主要单位之一,在数字化设计制造集成技术、智能工艺与装备技术、智能生产系统与管理技术、工业云制造模式协同制造技术、工业互联网与工业大数据技术等方面形成了学科优势。

  华北电力大学智能制造工程专业侧重能源电力装备制造方向,整合了机械工程系、自动化系、计算机系等有关智能机器人、智能制造、先进机电技术、先进测试故障诊断技术等方面的教学、研究资源和优势,促进机械工程学科加速发展。

  北京工商大学今年新增智能制造工程专业招生。以首都高校服务于首都产业需求为导向,在学校机械自动化类专业基础上深化智能装备科学与工程学科特色,突出控制、信息、仪器、机械等多学科交叉融合,培养掌握智能装备基础理论和专业知识,具备智能装备与工业机器人相关系统设计、开发、制造、运行及维护能力的高素质复合型应用技术人才。

  武汉科技大学智能制造工程专业依据国家“十三五”规划、《中国制造2025》和“人工智能”等重大战略部署,面向装备制造行业,培养智能制造方面的应用型创新型人才,满足我国特别是湖北省制造业升级与可持续发展的人才需求。学校机械工程、机械电子工程、车辆工程、信息工程、测控技术与仪器、计算机科学与技术、材料科学与工程等相关专业,为本专业人才的系统培养奠定了基础,为“智能制造工程”专业的顺利实施提供了保障。

  东北大学智能制造工程专业面向国家先进制造业的科技发展需求,注重“创新性、交叉性和实践性”的专业特色,培养适应国际科技前沿和国家战略发展需要,掌握机械、计算机与云计算、人工智能与自动控制、大数据与物联网等基础理论知识、专业知识和实践技能,具有良好的科学、工程和人文素养,具备研究应用、工程实践和团队协作及解决制造业复杂工程问题的能力,能够在航空航天、数控机床、汽车、IC装备、机器人等行业和研究领域从事设计制造、技术研发、运行管理以及系统构架规划与实施的高素质复合型人才。

  天津大学的智能制造工程、机械设计制造及其自动化等11个专业组成智能制造与建造工科试验班。采用跨院系、跨学科、跨专业交叉融合培养新机制,着重培养学生在新型智能建造和建设所涉及的大工程交叉领域的创新能力与实践能力,服务我国未来新技术、新产业、新经济的发展。本大类不设行业倾向,教学内容覆盖机械、土木、水利、航空航天、能源、力学、动力、港口、人工智能等多个科学、技术和工程领域。

  《中国制造2025》明确提出“智能制造是中国建设制造强国的主攻方向”。从2010年确立的节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车七大战略性新兴产业,到《中国制造2025》提出的新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业机械装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域,再到“两化融合”,都强调了智能制造作为重点任务促进工业转型升级、实现制造强国目标的重要作用。

  中国智能制造发展势头强劲,已成为制造业在高端领域取得创新突破的重要应用空间。我国已成为全球最大的智能制造市场,在汽车制造、电子设备制造、电气机械和器材制造、医药制造等行业应用领域已形成较为成熟的实践积累。随着互联网、大数据等新一代信息技术的不断突破,中国制造业数字化、网络化、智能化转型速度进一步加快。

  面向未来科技、产业和社会发展,针对智能机器、智能制造与智能建造等领域,培养具有国际竞争力的科技创新创业和工程领衔领军人才成为高校共同的培养目标。智能制造工程专业规划的核心课程包括数学与自然科学类、大类平台类、机电控测基础类及智能制造专业类。学生要掌握扎实的数学、自然科学和工程科学领域中的基础理论、专业知识及人文素养;具备运用新方法、新工具、新材料、新工艺服务于智能产品、装置、设备、设施和工程的设计、施工及运维过程,满足社会新需求。

  2020年北航本科大类招生专业中,智能制造工程为工科试验班类(航空航天类)新增专业方向。学校招办主任邓怡表示,对智能制造工程专业方向感兴趣的考生可选择对应的大类报考。报考成功后经过一年的大类培养,可在大一结束时进行具体学院或专业选择。北航智能制造工程专业计划每年招收30名本科生,以机械工程及自动化学院为承载学院,联合自动化科学与电气工程学院、人工智能研究院、计算机学院等单位实施专业交叉培养模式,注重全面提高学生的综合素质、拓展学生的专业面向,增强学生的社会适应力和竞争力。

  天津大学的该专业实行导师制,每名入学新生都会有1名导师对其进行学业指导。学生第一年学习统一课程,在学习过程中,通过专业讲座等方式了解各专业的特点、培养目标和发展方向,一年以后根据自身特点和志向,确认主修专业。进入主修专业学习后,如果发现专业不适合自己,还可根据学校政策在全校范围转专业。

  该专业毕业生可从事新型智能产品、智能设施设计研发和生产、土木、水利等复杂工程关键问题的分析求解与实施,参与或组织现代企业的运营管理,可自主选择创业或选择在航空航天、土木、水利与港口、汽车、通讯、制造、交通等领域就业。

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