過程裝備與控制工程專業(yè)的發(fā)展趨勢

陳博 劉爽 張云浩

摘 要：一個專業(yè)的持續(xù)存在與興衰離不開同實際產(chǎn)業(yè)的貼合與專業(yè)理論知識的不斷更新。本文通過對過程裝備與控制工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及目前信息時代科技發(fā)展特點的討論，得出了此專業(yè)在未來自動化、智能化與多元化的發(fā)展趨勢特點。基于專業(yè)的發(fā)展方向，提出了一些探討意見和相關(guān)優(yōu)化措施，來進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合素質(zhì)能力來應(yīng)對未來社會的發(fā)展環(huán)境。

關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢;自動化;智能化;多元化

1 引言

過程裝備與控制工程專業(yè)是近代工程科學(xué)的一個分支，是近代過程工業(yè)生產(chǎn)需求牽引、工程科技發(fā)展的必然產(chǎn)物。專業(yè)設(shè)立初心是為了在我國建立出初具規(guī)模的化工機(jī)械學(xué)科建設(shè)體系，培養(yǎng)出具有在化工、機(jī)械、控制等多學(xué)科領(lǐng)域交叉融合、能夠從事于機(jī)器制造維修、設(shè)備過程監(jiān)控、技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)等一系列工作崗位的高素質(zhì)復(fù)合型人才。經(jīng)過半個多世紀(jì)的專業(yè)學(xué)科融合和創(chuàng)新發(fā)展，過程裝備與控制工程專業(yè)越來越展現(xiàn)出強(qiáng)大生命力和廣闊的發(fā)展空間。

2 過程裝備與控制工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

過程裝備與控制工程專業(yè)是以過程工業(yè)為學(xué)科專業(yè)背景發(fā)展起來的。過程工業(yè)是以流程性物料為主要處理對象，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)變化，從而完成物料從原材料到最后產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的總稱。過程工業(yè)中進(jìn)行的各種物理化學(xué)變化通常在密封的環(huán)境下進(jìn)行，它幾乎遍及了所有工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要支柱，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展從而提升我國國際競爭力不可缺少的基礎(chǔ)，同時也是提高人民生活水平、保障國家安全打贏現(xiàn)代戰(zhàn)爭的重要支撐。同時，隨著專業(yè)的不斷融合與創(chuàng)新，逐漸應(yīng)用于航空航天、精密儀器等高科技領(lǐng)域，這些領(lǐng)域也逐漸對過程裝備與控制工程培養(yǎng)的高素質(zhì)人才產(chǎn)生需求。過程裝備與控制工程的融合與發(fā)展對這些領(lǐng)域提供了發(fā)展創(chuàng)新的動力[1]。因此，過程裝備與控制工程專業(yè)的建設(shè)在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的中占據(jù)著重要的地位。

3 過程裝備與控制工程專業(yè)的發(fā)展趨勢

3.1自動化

過程裝備與控制工程專業(yè)在專業(yè)建立之初取名為化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)，簡稱“化機(jī)”。隨著控制工程系統(tǒng)的發(fā)展，機(jī)械與控制早已融合為一體。控制理論開始逐漸融入本專業(yè)并應(yīng)用于過程工業(yè)的實際生產(chǎn)中，通過對過程設(shè)備及其系統(tǒng)的狀態(tài)和工況進(jìn)行監(jiān)控，以確保生產(chǎn)工藝有序穩(wěn)定進(jìn)行，從而提高生產(chǎn)效率和保障設(shè)備人員安全。隨后本專業(yè)正式更名為過程裝備與控制工程，以表明控制系統(tǒng)在本專業(yè)所發(fā)揮的作用和占據(jù)的地位。控制系統(tǒng)單元的合并保證了工業(yè)生產(chǎn)的安全性和機(jī)械自動化水平，伴隨著現(xiàn)代控制理論和人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，針對于工業(yè)過程本身的非線性、時變性、耦合性和不確定等特征，提出了解耦控制、推理控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進(jìn)過程控制理論。將有效地解決常規(guī)控制效果差，甚至無法控制的復(fù)雜工業(yè)過程的控制問題。隨著先進(jìn)控制理論的發(fā)展與成熟，過程裝備與控制工程專業(yè)將會向著更深一層的自動化控制方向發(fā)展，以此取得更高的控制品質(zhì)和更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2智能化

隨著近代信息技術(shù)的高速發(fā)展，計算機(jī)及其應(yīng)用已滲透到人類社會生活的各個領(lǐng)域。在計算機(jī)信息技術(shù)的影響下，我國傳統(tǒng)的過程制造業(yè)生產(chǎn)的加工工藝流程發(fā)生了質(zhì)的改變，信息化操作下提高了生產(chǎn)效率和加工制造質(zhì)量。同時傳感器物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)分析等智能技術(shù)的發(fā)展與成熟，促進(jìn)了信息智能化計算思維在工業(yè)生產(chǎn)中的普及和應(yīng)用，智能化水平在過程工業(yè)的應(yīng)用將體現(xiàn)在三個方面。第一個方面是機(jī)械設(shè)備的對外感知能力，借助傳感設(shè)備獲取外界信息，從而能夠感知外界物理、化學(xué)量的變化。這也是智能活動的前提條件和基礎(chǔ);第二個方面在于思維和學(xué)習(xí)能力，存儲傳感器感知的外界信息并能通過已具備的知識對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。并根據(jù)長期與外界環(huán)境不斷地反饋作用不斷學(xué)習(xí)累積知識，從而對于非常規(guī)問題也具備一定的自適應(yīng)分析能力。第三個方面是決策與執(zhí)行能力，即根據(jù)分析結(jié)果能夠迅速準(zhǔn)確的做出反應(yīng)，對外界信息的變化做出反饋并傳達(dá)相應(yīng)的信息[2]。雖然目前的技術(shù)條件距離理想的工業(yè)智能化水平仍有差距，但指明了過程裝備與控制工程專業(yè)日后研究的方向和專業(yè)發(fā)展的重心。

3.3多元化

過程裝備與控制工程專業(yè)在近幾年的發(fā)展中，經(jīng)過不斷的學(xué)科交叉融合，現(xiàn)已發(fā)展為機(jī)械、化學(xué)、電學(xué)、能源、信息、信息、材料工程乃至醫(yī)學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)等學(xué)科的交叉學(xué)科[3]。在目前興起的醫(yī)工融合、互聯(lián)網(wǎng)+項目等學(xué)科交叉式融合創(chuàng)新發(fā)展的大背景下，過程裝備與控制工程專業(yè)在未來將會逐漸體現(xiàn)出本專業(yè)所具有的強(qiáng)大的包容與兼并能力。同時，本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后具備化學(xué)、機(jī)械、控制等方面的基本知識和專業(yè)技能，可直接在化工、能源、石油、輕工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品、機(jī)械及勞動安全等部門從事生產(chǎn)制造、技術(shù)研發(fā)、工業(yè)設(shè)計以及經(jīng)營銷售等方面工作，且崗位選擇范圍仍在不斷增加。這也從另一角度說明了本專業(yè)在未來會向著多元化的方向發(fā)展。

4 結(jié)語

因此對于過程裝備與控制工程專業(yè)在未來的發(fā)展中所體現(xiàn)的自動化、智能化與多元化的特點，不僅為專業(yè)日后的發(fā)展指明了工作重心，同時對于專業(yè)培養(yǎng)方案和學(xué)生的綜合素質(zhì)水平也提出了新的要求。專業(yè)的培養(yǎng)方案的重心應(yīng)順應(yīng)學(xué)科發(fā)展的趨勢。在教學(xué)中適當(dāng)增加實踐互動環(huán)節(jié)，學(xué)科教材理論緊跟時代的發(fā)展。以此來拓寬學(xué)生的專業(yè)視野和時代眼光，提高專業(yè)技能和綜合素質(zhì)能力，以至于在面對未來不同形勢的發(fā)展下依舊能保持自身的核心競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭士茹.過程裝備與控制工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].黑龍江科學(xué)，2017，8（03）：134-135.

[2]劉衛(wèi)國.現(xiàn)代化、信息化、數(shù)字化、智能化及其相互關(guān)系[J].中國鐵路，2011（01）：83-86.

[3]涂善東編著.過程裝備與控制工程概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009.