機械制造及其自動化

1、機械制造及其自動化學(xué)科院級重點學(xué)科“十一五”發(fā)展規(guī)劃一、學(xué)科名稱及所屬領(lǐng)域?qū)W科名稱：機械制造及其自動化。所屬領(lǐng)域：“機械制造及其自動化”學(xué)科屬工學(xué)門類，為二級學(xué)科，其一級學(xué)科為機械工程。二、本學(xué)科的現(xiàn)狀和研究方向（一）意義湖南作為一個重要的工業(yè)省份，機械制造業(yè)如三一重工、遠大等企業(yè)在湖南的經(jīng)濟中起到重要的作用，湖南省委、省政府把加快推進湖南省工業(yè)化進程列入了“十五”湖南省的重要工作。湘潭是機械制造業(yè)重要城市，如何加快湘潭機械制造業(yè)的發(fā)展改造既是市政府的中心工作，也是機械工程科學(xué)領(lǐng)域的重要課題之一。因此，培養(yǎng)高質(zhì)量的機械工程專業(yè)人才，服務(wù)于地方經(jīng)濟，具有十分重要的意義?！皺C械制造及其自動化”作為

2、院級重點學(xué)科，對湘潭市以至于湖南省及周邊地區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展具有積極作用，對建立以機械工程為核心并融合控制科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、材料加工工程、儀器科學(xué)與技術(shù)和動力工程等學(xué)科的學(xué)科群具有及為重要的意義；同時，可為我院申報碩士點創(chuàng)造良好的學(xué)術(shù)條件。機械工程系將以院級重點學(xué)科建設(shè)為契機，有計劃地、分階段地搞好本系各學(xué)科的規(guī)劃與建設(shè)工作。機械工程系學(xué)科建設(shè)的現(xiàn)狀、近期目標(biāo)及長遠發(fā)展規(guī)劃如下表所示機械工程系學(xué)科建設(shè)發(fā)展規(guī)劃一級學(xué)科名稱一級學(xué)科名稱學(xué)科現(xiàn)狀近期目標(biāo)長遠規(guī)劃機械工程機械制造及其自動化院級重點學(xué)科院級重點學(xué)科省級重點學(xué)科機械電子工程一般學(xué)科系級重點學(xué)科院級重點學(xué)科材料科學(xué)與工程材料

3、成型及控制工程專業(yè)（屬于二級學(xué)科“材料加工工程”）一般專業(yè)一般學(xué)科系級重點學(xué)科（二）本學(xué)科現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃本學(xué)科現(xiàn)有教師35人，其中：教授5人，博士2人，在讀（脫產(chǎn)）博士4人，副教授、高級實驗師共25人，受國家特殊津貼專家1人，省級青年骨干教師培養(yǎng)對象和原機械工業(yè)部跨世紀(jì)學(xué)術(shù)骨干、青年科技專家等6人。已形成了一支學(xué)術(shù)水平高、結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)梯隊，為本學(xué)科的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。近5年來，本學(xué)科教師完成和正在進行的科研項目20多項，其中主持的省自然科學(xué)基金項目3項，湖南省教育廳青年重點項目2項，地、廳級科研項目19項，完成的橫向科研項目經(jīng)費近100萬元；完成和正在進行的教研項目14項，其中主持省級以

4、上教研項目3項。獲地、廳級以上科技成果獎4項，省級以上教學(xué)成果獎7項，獲專利9項。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇，其中：國家核心期刊83篇，被國際三大檢索收錄8篇。與國內(nèi)知名大學(xué)和科研院所有廣泛的學(xué)術(shù)交流，及時掌握本學(xué)科的發(fā)展動向，曾先后聘請了北京理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、航天部608所、湖南大學(xué)、湘潭大學(xué)、長沙交通學(xué)院等院、所的專家、博士生導(dǎo)師為本學(xué)科教師舉辦學(xué)術(shù)專題研討會。機械制造及其自動化學(xué)科目前有機械設(shè)計制造及自動化、金屬材料工程（材料成型與控制工程）、工業(yè)設(shè)計等3個本科專業(yè)，有13個實驗室和2個校內(nèi)實習(xí)基地，實驗儀器設(shè)備固定資產(chǎn)470余萬元，實驗面積5510平方米。用于科研

5、的研究所1個，并與江南機器廠等13個大中型企業(yè)建立了良好的產(chǎn)學(xué)合作關(guān)系，初步形成了穩(wěn)定的校外實習(xí)基地。（三）本學(xué)科主要研究方向及其發(fā)展規(guī)劃本學(xué)科在近5年內(nèi)，主要以如下3個研究方向為重點，逐步培養(yǎng)具有核心競爭能力的學(xué)術(shù)團隊，形成具有我系特色的科研亮點。研究方向一：計算機輔助設(shè)計/制造一體化及其發(fā)展規(guī)劃該方向的學(xué)術(shù)帶頭人為傅彩明博士，主要學(xué)術(shù)骨干有吳安如副教授（博士生）、謝騏副教授等。主要研究現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計與制造方法、動態(tài)設(shè)計、CAD/CAM/C應(yīng)用與二次開發(fā)技術(shù)、三維造型、虛擬樣機與可識化技術(shù)、虛擬產(chǎn)品開發(fā)、有限元仿真與分析等。本研究方向“十一五”期間的發(fā)展規(guī)劃主要有如下四個方面。1.硬件建設(shè)方面

6、：在現(xiàn)有基礎(chǔ)上至少再添置1臺小型工作站，它應(yīng)該具有較高的并行處理功能，較高的CPUS率。以工作站為中心，將三坐標(biāo)儀、快速成型機和其它相關(guān)設(shè)備組成一個有機的產(chǎn)品研制體系，實現(xiàn)產(chǎn)品研究與開發(fā)的計算機輔助設(shè)計/制造一體化。2. 軟件建設(shè)方面：以MSC.Nastran基本模塊及Patran前后處理模塊為核心，實現(xiàn)產(chǎn)品的動力學(xué)仿真分析、非線性及耦合場處理、靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計、復(fù)合材料如層合復(fù)合材料的分析等。3. 人才培養(yǎng)方面：培養(yǎng)3位左右能夠獨立從事本研究方向科研課題的骨干教師，尤其是能夠從事虛擬產(chǎn)品研究與開發(fā)的教師，以這些骨干教師為中心，建立一支具有穩(wěn)定研究方向和較高研發(fā)能力的、結(jié)構(gòu)合理的科研團隊。

7、4. 科研能力方面：（1）能夠建立任何形狀的三維模型和具有復(fù)雜耦合關(guān)系的系統(tǒng)或整機，有能力處理任何復(fù)雜關(guān)系的約束和載荷，使得產(chǎn)品研發(fā)工作建立在虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)之上，而不依賴于物理樣機，力爭第一個物理樣機就是第一個成功的產(chǎn)品。(2) 能夠?qū)?fù)雜系統(tǒng)和整機進行運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析，在這兩個方面達到最優(yōu)或滿足設(shè)計要求的條件下，對結(jié)構(gòu)和零部件進行有限元仿真分析，從而獲得最佳的機械結(jié)構(gòu)和零部件模型，使系統(tǒng)和整機具有良好的運動學(xué)和動力學(xué)性能特征，以及優(yōu)良的工作性能，使系統(tǒng)和整機的性能預(yù)測和糾錯處理等工作在設(shè)計階段就得以完成。(3) CAD/CAE/CAPP/CAM在基于虛擬環(huán)境的仿真平臺下，建立統(tǒng)一的可視

8、化產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)反饋，提高產(chǎn)品研發(fā)與制造的敏捷性、柔性和效率，通過三維模型和虛擬樣機的仿真分析，根據(jù)已有的生產(chǎn)條件，對產(chǎn)品各關(guān)鍵零件進行虛擬制造，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造的無紙化和一體化。(4) 深入研究基于虛擬樣機的模型庫技術(shù)，掌握以項目管理為核心、支持基于復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機工程所開發(fā)的產(chǎn)品全生命周期的各類模型、資源管理的技術(shù)；掌握基于PDM/PLM的技術(shù)規(guī)范、仿真組件模型規(guī)范，實現(xiàn)面向服務(wù)的模型庫管理系統(tǒng)的技術(shù)；掌握支持多學(xué)科虛擬樣機不同類型的模型的重用、集成與共享技術(shù)，掌握分布式建模與協(xié)同仿真技術(shù)和實現(xiàn)開發(fā)環(huán)境與運行環(huán)境的無縫集成的技術(shù)；掌握基于新興的網(wǎng)格技術(shù)和實現(xiàn)

9、異地仿真資源的動態(tài)調(diào)度與管理的技術(shù)；掌握協(xié)同仿真中的項目管理技術(shù)。(5) 跟蹤復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機開發(fā)的新技術(shù)與新發(fā)展，了解高層建模技術(shù)，掌握基于不同領(lǐng)域的模型搭建方法和描述復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真方法。(6) 在三維建模、虛擬設(shè)計與制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成虛擬設(shè)計、虛擬樣機、虛擬制造、實物加工等過程在軟件和硬件方面的有機整合，通過這樣的整合，使得產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)、制造加工和生產(chǎn)管理實現(xiàn)數(shù)字化、可視化和設(shè)計/制造的一體化。研究方向二：先進制造工藝與裝備該方向的學(xué)術(shù)帶頭人為寧立偉教授，主要學(xué)術(shù)骨干有卿上樂博士(副教授)和高為國副教授等。主要研究高精度、高效益、低成本、高柔性和潔凈化的制造過程(系統(tǒng))對先進制造

10、工藝與裝備的要求，開展產(chǎn)品開發(fā)、快速成形、特種材料加工等關(guān)鍵工藝技術(shù)及裝備，以及其他基于先進工藝或新結(jié)構(gòu)的重要生產(chǎn)裝備的研究與制造工作。先進制造工藝與設(shè)備是先進制造系統(tǒng)的裝備與工藝基礎(chǔ)，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭的基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)院學(xué)科建設(shè)要求和先進制造工藝與裝備發(fā)展趨勢，結(jié)合機械系機械制造及其自動化學(xué)科的實際情況，特制定先進制造工藝與裝備研究方向的發(fā)展規(guī)劃。一、指導(dǎo)思想根據(jù)學(xué)學(xué)院學(xué)科建設(shè)要求，本著理清思路，正確定位，大膽創(chuàng)新，穩(wěn)步發(fā)展的指導(dǎo)思想，擬定先進制造工藝與設(shè)備發(fā)展規(guī)劃。二、發(fā)展目標(biāo)充分發(fā)揮學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干的作用，經(jīng)過3-5年的艱苦努力，力爭使先進

11、制造工藝與設(shè)備研究方向形成2-3個固定的研究領(lǐng)域，學(xué)術(shù)梯隊基本形成。三、先進制造工藝與設(shè)備研究方向的發(fā)展1. 學(xué)術(shù)隊伍的發(fā)展要從學(xué)術(shù)帶頭人、學(xué)術(shù)后備帶頭人和學(xué)術(shù)梯隊三個方面著力建設(shè)一流的教師隊伍。(1) 學(xué)術(shù)帶頭人在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，力爭使學(xué)術(shù)帶頭人在國內(nèi)有較高知名度，在該研究領(lǐng)域理論上有一定的創(chuàng)新與貢獻。力爭有層次較高的學(xué)術(shù)兼職，譬如擔(dān)任二級學(xué)術(shù)團體常務(wù)理事以上職務(wù)等，爭取成為碩士導(dǎo)師，力爭省部級課題支持。(2) 學(xué)術(shù)后備帶頭人在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，學(xué)術(shù)后備帶頭人要努力提高其學(xué)術(shù)地位與影響，力爭在省內(nèi)有不斷擴大的影響，爭取在省級學(xué)會擔(dān)任一定職務(wù)，力爭省部省部級課題支持。(3) 學(xué)術(shù)梯隊在現(xiàn)有職稱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)

12、上，建設(shè)更加合理的學(xué)歷結(jié)構(gòu)，積極引進先進制造工藝與設(shè)備研究方面的博士，鼓勵青年教師在職報考本研究方向的博士，力爭3-5年后形成合理的學(xué)歷結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)。2. 深入開展科學(xué)研究，形成一批科研成果(1) 研究領(lǐng)域根據(jù)機械制造及其自動化學(xué)科的實際情況，在先進制造工藝與設(shè)備方向擬從以下幾個方面開展研究： 虛擬制造技術(shù)與工藝優(yōu)化設(shè)計 精密、超精密加工技術(shù)與設(shè)備 構(gòu)件或材料之間的聯(lián)接技術(shù)與設(shè)備 表面新技術(shù)與設(shè)備 精密、超精密加工技術(shù)與設(shè)備通過3-5年的努力，形成2左右個固定的研究領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都能獲得省部級以上課題支持。（2） 深入開展科學(xué)研究，形成一批科研成果在明確研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，爭取多立項，課題連續(xù)

13、性強，力爭做到按時保質(zhì)保量完成項目。學(xué)術(shù)帶頭人，后備帶頭人預(yù)期成果與階段性成果匹配，力爭每年發(fā)表有一定影響的學(xué)術(shù)論文1-2篇。學(xué)術(shù)隊伍中的全體人員都必須保證按重點學(xué)科建設(shè)的二級指標(biāo)完成任務(wù)，力爭在近5年人均發(fā)表論文3篇以上，并有學(xué)術(shù)交流等等，推進學(xué)科建設(shè)，取得預(yù)期的效果。研究方向三：制造業(yè)信息化技術(shù)該方向的學(xué)術(shù)帶頭人為易際明教授，主要學(xué)術(shù)骨干有鄧奕副教授（在讀博士）、副教授等。主要研究產(chǎn)品整個生命周期中相關(guān)數(shù)據(jù)和過程的管理理念及方法，重點研究支持產(chǎn)品創(chuàng)新的知識管理和流程優(yōu)化，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，分布式計算和服務(wù)，工作流管理等技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)代制造企業(yè)的管理模式與組織理論，重點研究面向管理的企業(yè)模型與建模

14、技術(shù)，企業(yè)管理系統(tǒng)分析、設(shè)計，ERRSCMCRM技術(shù)及應(yīng)用。1 、發(fā)展目標(biāo)近5年內(nèi)培養(yǎng)34位能夠獨立從事造業(yè)信息化技術(shù)研究的學(xué)術(shù)骨干，并通過培養(yǎng)和引進23位高學(xué)歷人才，逐步建立一支具有較高研發(fā)能力、結(jié)構(gòu)合理的科研團隊，成立制造業(yè)信息化技術(shù)研究所，讓該研究所成為湖南工程學(xué)院制造業(yè)信息化領(lǐng)域的三個中心：即研究開發(fā)中心、技術(shù)轉(zhuǎn)移中心、咨詢培訓(xùn)中心；成為制造業(yè)信息化領(lǐng)域的三個紐帶：即學(xué)院內(nèi)三個系（機械工程系、計算機科學(xué)與技術(shù)系、管理工程系）、四個學(xué)科（機械設(shè)計及理論、機械制造及其自動化、計算機應(yīng)用技術(shù)、管理科學(xué)與工程）之間的紐帶、學(xué)院與政府（湖南工程學(xué)院與湖南省政府、湘潭市政府）之間的紐帶。2、深入開

15、展制造業(yè)信息化技術(shù)研究，形成一批科研成果制造業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展的主要特點可以概括為：設(shè)計數(shù)字化、管理數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化和企業(yè)數(shù)字化。我們將圍繞制造業(yè)信息化的各種單元技術(shù)、集成技術(shù)（CIMS）、基于ASR口CPC勺網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)、基于產(chǎn)品全生命周期管理（RLM的技術(shù)，解決制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造和供應(yīng)銷售中存在的實際問題，開展相應(yīng)的研究和開發(fā)，并提供整體解決方案。在明確研究目標(biāo)的基礎(chǔ)上爭取獲得省級、國家級課題立項，涌現(xiàn)大量科研成果。每年發(fā)表有一定影響的學(xué)術(shù)論文1-2篇，力爭近5年人均發(fā)表論文3篇以上，并參加國際學(xué)術(shù)交流等等。（四）本學(xué)科的優(yōu)勢與特點1、 機械制造及其自動化是

16、院級重點學(xué)科，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)是省級重點建設(shè)專業(yè)，機械基礎(chǔ)實驗室已列為省級示范實驗室，是機械制造及其自動化學(xué)科建設(shè)良好的支撐條件。2、 有一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)高、研究能力較強的學(xué)術(shù)梯隊。本學(xué)科每個研究方向均有一名教授或具有博士學(xué)位的45歲以下的副教授作為學(xué)術(shù)帶頭人，有6名副教授或博士為主要學(xué)術(shù)骨干。3、已取得了一批科研、教研成果。獲地廳級以上科技成果和申請實用新型專利6項，在研的橫向和地廳級以上縱向課題22項，被國際三大檢索收錄的論文8篇，已形成了良好的發(fā)展勢頭。4、本學(xué)科已經(jīng)擁有的三個本科專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化、材料成型與控制工程、工業(yè)設(shè)計，通過整合優(yōu)化，三個專業(yè)的辦學(xué)方向明確

17、，具有較好的師資隊伍和實驗、實習(xí)條件，培養(yǎng)的人才質(zhì)量高，深受用人單位的好評，畢業(yè)生就業(yè)形勢好。（五）本學(xué)科存在的主要問題本學(xué)科雖然在上述3個研究方向發(fā)表了一批較高水平的學(xué)術(shù)論文，取得了一批研究成果，有結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)梯隊，本學(xué)科與本省非“211”學(xué)校相比，處于先進水平。但與知名高校相比，還存在較大差距，如缺乏知名學(xué)者、高水平的科研基地、國家級縱向科研課題和科研成果等。因此，本學(xué)科建設(shè)存在的主要問題是沒有得到足夠的重視，資金投入嚴(yán)重不足，實驗與科研的硬件條件落后，特別是高水平的科研基地與同類高校相比存在比較大的差距，而且這種落后差距有越拉越大的趨勢。三、建設(shè)目標(biāo)（一）整體目標(biāo)通過對機械制造及其自動

18、化學(xué)科5年的建設(shè)，形成一支高質(zhì)量的學(xué)科梯隊，主要在該學(xué)科的3個研究方向上開展理論與應(yīng)用研究，在明確主要研究方向的基礎(chǔ)上，力爭獲得省級、國家級科研課題，取得一批有一定水平的科研成果，發(fā)表一批具有較高水平的學(xué)術(shù)論文和專著，建設(shè)好2個左右具有較高水平的科研基地，達到碩士點申報要求，力爭成功申報1個碩士點。參加國內(nèi)和國際學(xué)術(shù)交流，推進學(xué)科建設(shè)，取得預(yù)期的效果。（二）具體指標(biāo)與措施1、學(xué)術(shù)隊伍建設(shè)重點加強本學(xué)科學(xué)術(shù)隊伍的建設(shè)，積極做好中青年學(xué)術(shù)帶頭人的引進與培養(yǎng)工作，引進和培養(yǎng)博士810人，晉升教授68人，選送35名中青年教師到國內(nèi)外著名大學(xué)進行訪問研究，每年邀請12名國內(nèi)知名學(xué)者來校進行本學(xué)科的講學(xué)，并且積極開展與兄弟院校的科研合作等學(xué)術(shù)交流。2、科學(xué)研究爭取承擔(dān)省級以上縱向科研項目34項，地廳級縱向科研項目810項，企事業(yè)單位的橫向課題經(jīng)費超過200萬元，出版專著或主編教材5部，在核心刊