过程装备与控制工程专业历史及今后发展课件.pptx
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- 过程 装备 控制工程 专业 历史 今后 发展 课件
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1、1潘家祯华东理工大学机械工程学院2004年8月4日专业发展战略研究报告(草稿) 2(草稿)(草稿)1.1 本专业的发展历史 1951年大连工学院首先成立“ 化学生产机器与设备”专业。1952年全国大学院系大调整,天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学院、成都工学院、杭州化工学校(中专班)等,成立“ 化学生产机器与设备”专业,简称为化机专业。 3(草稿)(草稿)1.1 本专业的发展历史 化工学院中设有化工机械系。例如:华东化工学院在1952年建校初期的三个系为无机工业系、有机工业系和化工机械系。化工机械系中设有化机专业。在1957年增设了化学工程学专业。1958年又增设了化工机械制造和化工自
2、动控制两个专业。在恢复研究生招生后,华东化工学院和浙江大学的化工机械专业成为全国首批硕士点和博士点,定名为化工过程机械专业。 4(草稿)(草稿)1.1 本专业的发展历史 按照英美国家的化工系一般分成两个专门化方向:一部分搞工艺,一部分搞设备。当时按照苏联的模式,化工与机械并重。既要读机械系的机械,又要读化工系的化工。专业课读化工设备,但是其中化工机器的内容较少。因为苏联有两个专业:化工机械和机械设计制造。 5(草稿)(草稿)1.1 本专业的发展历史 1954年,请来了苏联专家杜马什涅夫,在大连工学院讲学。杜马什涅夫()()是莫斯科化工机械学院副教授。全国各校选派了12位教师和10位研究生去进修
3、,重新修订教学计划。进修班人员认为不能盲目照抄苏联课程。他们考察了大连、吉林等地的苏联援建项目。由大连工学院出面,召集了天津大学、浙江大学、华东化工学院等校教师与杜马一起制定我国第一份化工机械的教学计划。 6(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 培养的化工机械毕业生要做什么工作?当时的思路是化工厂需要大量能够从事化工设备运转的工程技术人员,包括设备的采购、安装、维护、及零配件管理等方面的工作。主要是应该有一定的设计能力。从教学角度不能教运转、维修,应该教设计,教原理和原则。设备与机器的关系是以设备为主,以机器为辅。因为设备是非定型的,需要设计,而机器是定型的只要会选用就行。 7(草稿)(
4、草稿)1.2 化机专业的培养目标 容器、塔器、换热器、反应器等属于设备,机器有干燥机、离心机、破碎机、过滤机等。后来把破碎机去除了,把它们归到了矿山机械中去。学生的毕业设计主要做蒸馏塔、吸收塔等的设计。杜马认为这是符合中国实际的。 8(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 化机专业的第一轮教学计划,从1954年到1955年酝酿,到1956年形成,矛盾很多,化工的味道很重。大家认为化工原理一点也不能少,有人认为分量上还要超过化工类专业。9(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 从1952年专业调整以来,化工专业有两种类型:工艺类和机械类。工艺类专业化学读得很多,而机械课程不多。化工厂从中
5、试到投产,化工问题谁来管?很多人认为要由化机专业来管。从管道设计到进料、出料等。 10(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 1956年教育部与各部委联合成立了教材编审委员会,要编自己的教材。同时,教育部在北京石油学院等院校又增加了一批化机专业。这样全国的化机专业已增加到十几所院校。 11(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 教材编审委员会第一件事是编写教学计划。化机专业存在着三大矛盾: 化工机械,究竟是化工还是机械? 设备与机器,究竟以设备为主,还是以机器为主? 设计与制造中,究竟是以设计为主,还是以制造、安装、维修为主?12(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 当时大多数人
6、认为,教学以设计为主,但是培养目标是为企业培养运行和维修工程师。在化机专业的培养目标中是不包括化机制造的。58年苏联专家撤离后,认识到要有中国特色。当时在好几所高校都建立了化工机械制造专业。到1962年调整时又取消了。因为胃口太大,铸、锻、焊都有,样样齐全,但是样样都不精,后来自生自灭了。 13(草稿)(草稿)1.2 化机专业的培养目标 但始终有人认为,这个专业是“ 化而不机”,化懂得多,机懂得少,理论力学、材料力学、机械原理、机械零件等课程按机械类开设,而化工原理、物理化学等课程按化工类开设。造成学生负担很重,机械类专业也看不起,认为这算什么机械专业?但国家对该专业的学生需求却大幅度上升。当
7、时的化工部说,我们要化机专业的人才,为什么?因为化工部要不到学机械的毕业生。要培养化工系统自己的机械工程师。 14(草稿)(草稿)1.3 化机专业加强了教学内容 80年代初重建化机专业教学指导委员会时,许多学校已开始招收化机专业硕士生。当初懂化工的化学工程专业已经成为很大的专业。化机专业要加强机械,教育内容要现代化。专业课内容大膨胀。压力容器、化工设备、化工机器及化机制造,这四门课程单独设课。又增加了断裂力学、有限元分析等课程,进一步削弱了化工、加强了机械,内容现代化。 15(草稿)(草稿)1.3 化机专业加强了教学内容 专业课程大膨胀,如:压缩机从原来的18学时增加到80学时。学生的负担越来
8、越重。后来课程稍微削去了一些。为了保住这个专业,加了自动控制及仪表。80年代以来,化机专业学生的出路一直很好。但是招生的生源,在不同地区有很大差别。大城市的生源不好,而地方高校的生源很好。 16(草稿)(草稿)1.3 化机专业加强了教学内容 乙烯车间是很典型的例子。它有很多中压容器。而高压容器并不多。从乙烯裂解炉起,分离、精制,乙烷塔、乙烯塔、丙烷塔等等,乙烯车间怎样管理?各部分仪表控制中,机械师如何判断问题在哪里?车间里机泵不少,很多还是计算机智能化控制。重点还是车间机械师,维护日常运行、备件管理。17(草稿)(草稿)1.3 化机专业加强了教学内容 他们的知识面要广,但不一定要很深。既要面对
9、当前的化工厂继续运行,又要面对现代化的计算机智能化控制,课程设置要改动,专业课要削弱,课程体系要加以改造。以前曾统计过化工厂,工艺员与机械师的比例为1:4。工艺不会经常变,而设备问题很多,每年要换零配件。化工厂的运行,机械师的任务比工艺师多。18(草稿)(草稿)1.3 化机专业加强了教学内容 当时的问题是,懂压缩机的人不懂编程,懂编程的人不懂压缩机,懂自动控制和仪表的人不懂化学反应。企业需要既懂工艺又懂设备和控制的复合型人才。这一要求就历史性地落在化工机械专业的身上。 19(草稿)(草稿)1.4 化机专业在专业调整中获得了新生 九十年代末,在专业调整中,化工部化工机械教学指导委员会在广泛调查研
10、讨的基础上,分析了国内外化工类和机械类高等教育的现状、存在问题和未来的发展,向教育部提出了把“ 化工设备与机械”本科专业改造建设为“ 过程装备与控制工程”本科专业的总体设想和专业发展规划建议书,于1998年3月获得教育部的批准。在新的专业目录中,更名为“ 过程装备与控制工程”专业,归入机械学科教学指导委员会。 20(草稿)(草稿)1.4 化机专业在专业调整中获得了新生 九十年代末期,我国经历了建国以来最大规模的专业调整。从一千多个专业,合并成五百多个专业,又从五百多个专业,减少为二百五十个专业。 21(草稿)(草稿)1.4 化机专业在专业调整中获得了新生 在这次规模巨大的专业调整中,化工部化工
11、机械教学指导委员会做了巨大的工作。在广泛调查研讨的基础上,分析了国内外化工类和机械类高等教育的现状、存在问题和未来的发展,向教育部提出了把原“ 化工设备与机械” 本科专业改造建设为“ 过程装备与控制工程” 本科专业的总体设想和专业发展规划建议书,于1998年3月获得教育部的正式批准。 22(草稿)(草稿)1.4 化机专业在专业调整中获得了新生 在新的专业目录中,更名为“ 过程装备与控制工程”专业,归入机械学科教学指导委员会。教育部在2001年第11号文件“ 教育部关于成立20012005年教育部高等学校有关科类教学指导委员会的通知” 中,成立29个教学指导委员会。 23(草稿)(草稿)1.4
12、化机专业在专业调整中获得了新生 其中在机械学科教学指导委员会中,成立以下五个教学指导分委员会: 机械设计制造及其自动化专业指导分委员会; 材料成型及控制工程教学指导分委员会; 工业设计教学指导分委员会; 过程装备与控制工程专业教学指导分委员会; 机械基础课程教学指导分委员会。24(草稿)(草稿)1.4 化机专业在专业调整中获得了新生 这样就在最大规模的专业调整中,保留了化机专业的地位。把它拓宽为“ 过程装备与控制工程”,为化工机械专业开辟了更加美好的前程。 化机专业为新中国的化工、石油化工和相关流程工业的发展壮大建立了不可磨灭的功绩,今后国家更需要大量过程装备方面的高级人才。 25(草稿)(草
13、稿) 本学科是机械大学科的一个分支,它自己是属于机械领域,同时又服务于过程工业,自身的发展又需要机电控制。所谓过程工业是指通过化学和物理的方法以达到改变物料性能的加工业,它涵盖了化学、化工、石油化工、食品、制药,甚至于冶金等众多行业部门。26(草稿)(草稿) 过程工业所涉及的对象是流程性物料,从原料到产品需经过复杂的工艺过程,因而整个过程需要由为数众多的单元构成,而每一个单元均需要有能实现这一功能的设备来完成,将这些单元设备连在一起便构成过程装备。 27(草稿)(草稿) 要保证每个设备直至整个装备能正常运行,必需对其流程性参数进行严格的控制,如压力、温度、流量、液位、浓度等。与其相关的行业包括
14、:工艺过程(化工,石油化工,食品,制药,轻工等),机械设计及制造(机械设计,机械制造,工程材料等),以及装备的控制(重点在流程性参量,不同于机械行业的位置、位移和速度的控制)。28(草稿)(草稿) 本专业不是一个独立的学科,它发展自相关学科,实际上是将机械工业和控制工程中的成果经发展和改造使之能服务于过程工业,因此它的发展与相关行业的发展密切相关。 从传统的观点来看,过程装备可以包括以下几大类,这就是以前的化工机械的定义: 29(草稿)(草稿)(1) 流体动力过程及设备包括遵循流体力学诸规律的过程。如流体的输送与增压,气相与液相非均一系的分离,液体的搅拌等。所用的设备有泵、压缩机、管路、旋风分
15、离器、沉降槽、过滤机、离心机等。 30(草稿)(草稿)(2) 传热过程及设备包括遵循传热诸规律的过程。如传热、蒸发等。所用的设备有热交换器、蒸发器、工业炉等。 31(草稿)(草稿)(3) 传质过程及设备包括遵循传质诸规律的过程。如干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶等。所用的设备有:回转圆筒设备 、干燥机、塔式设备、萃取器、结晶器等。 32(草稿)(草稿)(4) 热力过程及设备包括遵循热力学诸规律的过程。如冷冻、深度冷冻等。所用的设备有冷冻机、气体分离设备等。 33(草稿)(草稿)(5) 机械过程及设备包括遵循固体力学诸规律的过程。如固体的粉碎、过筛、运输、加料等。所用的设备有破碎机、筛子、运输机、加
16、料器等。34(草稿)(草稿)(6) 化学过程及设备包括遵循化学反应诸规律的过程。如氧化、硝化、水解、聚合等。所用的设备有反应锅、固定床和流动床的接触反应器等。 35(草稿)(草稿) 从上述内容看来,它的定义包括了过程装备的基本内容。概括地说来,凡是涉及热量传递、能量传递及质量传递过程的工业,均属于过程工业,而不仅仅是化学工业。过程工业,或者说是流程工业中涉及的所有的机器和设备,均属于过程装备。 在学科调整、拓宽专业的新形势下,将“ 化工机械”专业拓宽为“ 过程装备与控制工程” 专业已是形势的要求、改革的要求和市场的要求。 36(草稿)(草稿) 与本专业相关的行业有化工、制药、轻工、食品、机械制
17、造等行业。(1)我国的经济进入了新的快速增长区间。2003年GDP已经突破11万亿元,达到116,694亿元。为1997年以来的最高速度。人均国内生产总值突破了1000美元,达到1090美元。经济的快速增长就带来对人才的大量需求。3.1 相关的行业现状37(草稿)(草稿)(2)十五期间机械工业重点发展四大领域为: 重大技术装备领域, 汽车产品领域, 农业装备领域, 基础产品领域。 其中重大技术装备领域与农业装备领域,均与“ 过程装备与控制工程” 专业息息相关。3.1 相关的行业现状 38(草稿)(草稿)(3)我国的化学工业(包括石化工业)经过50多年的建设,特别是“ 七五”、“ 八五”、“ 九
18、五” 三个五年计划的快速发展,已经具备相当规模和基础,目前已形成具有20多个行业、能够生产四万多种产品、门类比较齐全、品种大体配套的工业体系。 3.1 相关的行业现状 39(草稿)(草稿) 中国化学工业产值占国民经济总值的10%左右,化学工业本身又按原料来源及用途分类。以煤炭、化学矿、盐、生物质等为原料的传统化工仍占全部化学工业的48%,新兴的石油天然气化工占20%,医药化工占17%,化学纤维占9%,日用化工占6%,中国化工总产值年平均增长率8-9%。2001年产品销售收入6030万元,比上年增长8.64%。3.1 相关的行业现状 40(草稿)(草稿) 全国化工企业数万家。近年发展起来的合资企
19、业已超过万家,总投资300亿美元,其中外资约占55-60%,化工企业股票上市公司已近80家,加上石油和石化、化纤达137家,占全国的12%左右。进出口贸易也增长较快。2001年进出口贸易为522亿美元,其中进口327.5亿美元,出口185亿美元,进口额占全国的14%左右。 3.1 相关的行业现状 41(草稿)(草稿)(4)近两年建设或拟建的化工项目共有68项,其中有报价的51项的投资为777.6亿元人民币,10.65亿美元,3.1亿欧元,300亿日元。其中:、盐化工,氯化产品:4项,投资11.356亿元、有机原料 14项,其中10项投资16.85亿元、石油化工(含炼油)9项,其中7项投资606
20、.78亿元,1.2亿美元3.1 相关的行业现状 42(草稿)(草稿)、合成材料及其单体,28项,其中20项投资116亿元, 9.45亿美元,3.1亿欧元,300亿日元、煤化工:2项,投资8.2亿元、无机物化工,4项,其中2项投资7.96亿元,、化肥、农药项目:7项,其中6项投资达10.4亿元 3.1 相关的行业现状 43(草稿)(草稿) 上述项目全部折合成人民币约为922亿元。如果按照每亿元投资,招聘500名员工,则可安排46.1万人就业。其中机械工程师与工艺工程师的比例为1:4。一般企业中,20为工程技术人员。上述重大项目需要工程技术人员92,000人。其中需要懂得过程装备的技术人员为74,
21、000人。近两年中国家上马的化工行业重大项目所需的过程装备的人才已经超过了全国过程装备专业所能培养的人才的总数。 3.1 相关的行业现状 44(草稿)(草稿) (5)2000年以来我国电力工业开始提速发展,2003年全国发电装机容量达到38450万千瓦,与2000年相比,增长了20.4,但同期电力需求却增长40.4。 国民经济发展势必带来对专业人才更大的需求。 3.1 相关的行业现状 45(草稿)(草稿) 到2020年我国将实现经济翻两番,届时人均GDP超过1万美元。反映到能源领域,届时全国约需发电装机容量为8亿9亿千瓦左右。目前国内已有装机容量是3.5亿千瓦,需要新增量4.5亿-5.5亿千瓦
22、,可见我国未来20年能源领域将面临一系列挑战。在能源安全越来越上升到战略高度的今天,先进能源技术的开发已日益受到重视,预计未来核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源,电力将成为主要的终端能源。3.1 相关的行业现状 46(草稿)(草稿)(1)信息服务业是新型工业化的强大动力源 信息化成为制造业发展的大趋势。信息技术发展不仅使电子信息产品制造业迅速崛起,而且改造了钢铁、机械、纺织、化工、冶金等传统制造业的生产方式和经营理念。信息化技术由于集成了电子信息、自动控制、现代管理、先进制造等多项高新技术,促进产品设计的创新、企业管理模式和企业协作关系的创新,有效提高劳动生产率,改善产品质量,
23、降低生产成本,加快对市场需求的反应速度,增强了制造业的竞争力。 3.2 相关行业的某些发展趋势 47(草稿)(草稿)(2)人力资源是新型工业化的基础 资本技术密集型、高新技术产业和工业化过程中产业结构升级优化所需的人力资源,主要靠培养和引进全面发展的高素质人才来解决,这对教育、科技、信息、文化等全面提高人民素质和科技文化水平的服务部门提出了更高的要求。 3.2 相关行业的某些发展趋势 48(草稿)(草稿)(3)新形势下现代服务业与制造业之间出现“ 耦合” 现象 经济发展中,服务业与制造业间出现了相互融合的势头。更多地表现为服务业向制造业的渗透,特别是与生产过程相关的现代服务业直接作用于制造业的
24、生产流程。尤其是随着专业化分工程度的深化和市场体系的完善,现代服务业在新型工业化中的作用不断增强。从时间上计算,一个产品真正处于生产制造环节的时间只占少部分,大部分时间处在研发、采购、储存、运营、销售、售后服务等阶段,产业链条的运转更多依靠现代服务业。 3.2 相关行业的某些发展趋势 49(草稿)(草稿)(3)新形势下现代服务业与制造业之间出现“ 耦合” 现象 许多企业的生产与服务功能已经融合在一起,从制造领域延伸到了服务领域,模糊了两者之间的界限,许多经济活动已由制造为中心转向服务为中心。制造与服务相融已成为现代企业在市场竞争中的致胜法宝。美国许多制造业企业中,服务含量在产值和增加值中所占比
25、重越来越高,很难判断它是制造业企业还是服务业企业。通用电气公司把服务渗透到了自己的日常作业管理之中,使制造功能向服务功能转化,增强了核心竞争力。通用电气公司的服务业收入已经达到总收入的2/3以上。 3.2 相关行业的某些发展趋势 50(草稿)(草稿)(4)服务业国际转移成为重要趋势 近几年,在全球经济不景气的大背景下,跨国公司开始了新一轮全球产业布局调整。制造业的国际转移仍然是产业布局调整的重心,服务业向新兴市场国家转移的趋势也渐趋明显,成为新的热点。服务业国际转移表现为下述三个层面:一是项目外包,即企业把非核心辅助型业务委托给国外其它公司;二是跨国公司业务离岸化,即跨国公司将一部分服务业务转
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