自动化技术与应用专业依托中国制造2025的国家战略,对接国家、区域经济社会发展和智能装备制造业产业转型升级对自动化控制技术等高素质创新型技术技能人才的需求。拥有工业机器人、西门子先进自动化、虚拟仿真和MES系统等实训中心,实行工学交替人才培养方案,培养具有专业知识和技术技能的高层次创新型人才。毕业生面向钢铁行业、通用设备制造业、专用设备制造业、电气机械和器材制造业等行业,从事自动化设备和自动控制系统的设计与开发、自动生产线的运行与调试、自动化工程项目的设计与信息化管理等工作。
一、培养目标
本专业培养能够践行社会主义核心价值观,德智体美劳全面发展,具有一定的科学文化水平,良好的人文素养、科学素养、职业道德和精益求精的工匠精神,一定的国际视野,掌握较为系统的基础理论知识和技术技能,具备一定的技术研发、工艺设计、技术实践能力,能够从事科技成果、实验成果转化,胜任开发与设计自动化控制系统、提供中高端服务、解决较复杂问题、进行较复杂操作,具有一定的创新创业能力,具有较强的就业能力和可持续发展能力的高层次技术技能人才。
二、专业特色
专业坚持职业教育办学方向,以“守敬精神、抗大精神”红色育人为引领,基于SMART-CDIO工程教育理念,遵循学校“一基四能”“三重两化”人才培养定位,以“一夯基、二固本、三提质、四增效”的建设思路进行专业建设。持续深化“三教改革”,实施职业教育项目课程开发,融入创新能力培养,稳步提升实践条件、教育质量和科研与社会服务能力,最终实现自动化技术与应用专业高层次技术技能人才/自动化现场工程师的培养。
图1 自动化技术与应用专业建设思路
1.师资队伍
本专业共有校内专任教师9人,其中副教授4人,讲师4人,助教1人。全部具有硕士及以上学位,博士2名,硕士7名。教学团队老中青师资年龄结构合理,既有经验丰富的老教师,又有年轻活力的新教师,传帮带迅速提升专业教师的专业能力和教授水平,在这个过程中取得了一系列的成绩。
教学方面,注重人才培养质量的提升,提高教师信息化教学水平,不断加强课程改革与课程建设,打造“金课”,全方位提升专业建设软实力。在这个过程中,《PLC控制系统编程与实现》被评“十四五”国家规划教材。同时,再版教材1门,建设完成教材7门,在编和立项教材8门。建成国家级资源库课程1门、国家级在线精品课1门、省级在线精品课7门,多门课程齐头并进谋发展,打造更多的立体化、信息化的精品课程,不断提升教学能力、完善教学资源、进一步提升人才培养质量。
表1 课程建设一览表
序号 |
课程名称 |
级别 |
备注 |
1 |
PLC控制系统编程与实现 |
国家级在线精品课程 |
已建成 |
2 |
电机控制技术 |
国家级资源库 |
已建成 |
3 |
单片机技术应用 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
4 |
电子线路分析与实践——模拟电子技术 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
5 |
传感器与智能监测技术 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
6 |
常用电器设备控制与检修 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
7 |
工业机器人应用编程X证书 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
8 |
工业机器人系统离线编程与仿真 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
9 |
运动控制技术及应用 |
省级在线精品课程 |
已建成 |
10 |
数字电子技术 |
校级在线精品课程 |
已建成 |
11 |
电路分析 |
校级在线精品课程 |
已建成 |
12 |
电子产品生产工艺 |
校级在线精品课程 |
已建成 |
13 |
智能生产线数字化集成与仿真 |
校级在线精品课程 |
已建成 |
14 |
工业机器人应用系统建模 |
校级在线精品课程 |
已建成 |
15 |
机器人编程技术 |
校级在线精品课程 |
已建成 |
表2 教材建设情况一览表
序号 |
主编姓名 |
教材名称 |
阶段 |
1 |
陈丽 |
PLC应用技术(S7-200SMART)(本科) |
立项 |
2 |
韩会山 |
大中型PLC应用技术 |
立项 |
3 |
陈丽 |
工业机器人应用编程(ABB) |
已出版 |
4 |
于娜 |
电路分析(本科) |
已建成 |
5 |
王振霞 |
模拟电子技术(本科) |
已建成 |
6 |
刘杰 |
数字电子技术(本科) |
已建成 |
7 |
谭华 |
5G移动通信技术(本科) |
已建成 |
8 |
靳晨聪 |
机器人编程技术(本科) |
已建成 |
9 |
董永刚 |
运动控制技术(本科) |
已建成 |
10 |
程德芳 |
工业网络与组态技术(本科) |
在编 |
11 |
杨浩亮 |
现代供配电技术(本科) |
在编 |
12 |
陈丽 |
PLC控制系统编程与实现(第三版) |
已出版 |
13 |
陈丽 |
PLC应用技术(S7-1200) |
已再版 |
14 |
刘晓利 |
电子产品生产工艺 |
在编 |
15 |
谭华 |
移动通信网络规划与优化 |
在编 |
16 |
梁舒 |
机器人生产线虚拟调试 |
在编 |
科研方面,依托产业学院,利用博士工作室、守敬创新工作室,搭建科研转化平台,企业提供技术支持、人员支持,引进高端研究型高层次人才,开展核心技术等领域科研攻关,形成了一系列的科研成果。申报国家级各类科研项目3项,开展省、市级各类科研项目15余项,依托实训基地共取得授权专利20余项,授权软件著作权10余项,发表中文核心、SCI、EI、ISTP三大检索论文7篇,成果转化10余项,技术成果转化交易到款额共计80余万元,科技服务到款达220多万元。团队成员楚飞鸿博士在硅异质结太阳能电池的晶硅/非晶硅界面优化设计研究领域取得重要进展,并以第一作者身份将研究成果以“Prediction of sub-pyramid texturing as the next step towards high efficiency silicon heterojunction solar cells”为题发表在国际著名期刊Nature Communications (2023,14:3596)上,实现了我校在《Nature》期刊上发表论文的零突破。
图2 《Nature》期刊上发表论文检索证明
在科研过程中老师们不断提升自身技术水平,取得了很多科研成果的同时,用科研成果反哺教学。将科研过程中先进技术、应用案例进行改造加工,融入课堂,进一步加强课程建设,提高课堂教学水平。
2.学习条件
雄厚硬件是人才培养质量的有力保障,电气工程系面向工作岗位,结合实际生产需要,建成电气自动化技术中心。中心共五层,面积达15000平米,建成并投入使用包括电子电路专业教室、检测技术实验室、西门子PLC专业教室、先进自动化变频系统实训室、先进伺服控制系统实训室等在内的22个实训室,与行业龙头企业共建“汇川智能控制产业学院”。中心实训硬件设施先进、齐全,配合软件仿真和系统集成,覆盖智能控制技术全方位,实训条件集成化、虚拟化、信息化,满足自动化技术与应用专业各类专业课程的开展,是全国同类院校实训基地的佼佼者。
图3 先进自动化技术联合示范实训中心
三、课程设置
本专业在课程体系实施中,注重“跨学科融合”“素质教育与创新创业的融合”“书证融通与课证融通”以及“项目化与信息化的融合”,旨在全面提升学生的综合素质和创新能力。
l专业注重引入计算机科学、控制理论、机械设计等相关学科的知识,通过跨学科的课程设计,鼓励学生参与跨学科的研究项目和创新活动,促进知识的交叉融合和创新思维的培养。
l专业注重培养学生的创新思维、创业能力和团队协作精神,通过开设创新创业课程、举办创业大赛等活动,激发学生的创业热情和创新精神。
l专业积极推行学历证书与职业资格证书的对接,与行业企业和职业资格认证机构合作,学生在完成学业的同时获得相应的职业资格证书,提升学生的就业竞争力,满足行业对人才的需求。
专业注重将实际工程项目引入课堂教学中,积极利用信息化技术,如在线教学平台、虚拟仿真实验室等,为学生提供更加丰富多样的学习资源和实践平台。
表3专业核心课程主要教学内容
序号 |
专业核心课程 |
主要教学内容 |
1 |
运动控制与伺服驱动技术 |
交直流调速与运动控制的相关基础,技术指标;开环和闭环直流调速系统、单闭环和双闭环直流调速系统的组成与实现方法;交流变频调速基础理论,交流变频调速系统及应用;异步电动机矢量控制原理与方法。 |
2 |
过程控制系统 |
工业过程控制系统的基本理论、基本知识和基本技能;过程控制系统设计的方法和控制器参数的整定方法;分析、设计、改造过程控制系统的方法。 |
3 |
电机与电气控制技术 |
常用低压电器的结构、原理、技术参数及选型;直流电机的机械特性、启动、制动及调速;三相异步电动机的结构、原理、机械特性,启动、制动、调速方法。 |
4 |
PLC应用技术(S7-1200) |
PLC的编程指令和编程方法,PLC控制系统的设计、集成与安装调试,PLC的通信网络连接。 |
5 |
智能传感器与智能仪表 |
智能检测系统的组成、各类传感器的工作原理、特性和应用,智能检测系统的设计、安装、运行、维护的方法。 |
6 |
嵌入式系统设计 |
嵌入式技术的发展历程和发展趋势;嵌入式系统硬件平台的结构和设计方法;STM32微控制器的基本接口的使用方法。 |
7 |
现代控制理论 |
自动控制系统的状态空间分析方法;综合线性系统的原理和方法;系统辨识、计算机控制理论;非线性系统的稳定性及其理论、线性和非线性系统稳定性的基本分析方法。 |
8 |
工业控制网络与人机界面组态技术 |
工业常用网络Profinet、Profibus-DP、Modbus TCP、Modbus RTU、Socket等通信协议,相应协议通信连接、程序编写及调试,上位机监控界面组态设计及调试。 |
9 |
工业机器人技术 |
工业机器人产业发展,熟悉工业机器人的机械结构、传感系统及控制技术;工业机器人的安装、调试、校准及通信方法;工业机器人的编程语言。 |
基于SMART-CDIO工程教育理念,深化课程思政渗透,基于“三重两化”原则,构建“2平台+3模块”课程体系,进而强化实践能力,突出编程能力与创新能力。在重技术、重实践、重发展的原则下,搭建基础技能平台和职业素养平台,将课程体系“模块化”,设置“专业核心模块”“实践创新模块”“拓展延伸模块”,每个模块对应不同的知识和技能领域,实现知识的系统性和完整性,方便学生进行选择性学习;将课程任务“综合化”,设计综合性项目和实践任务,学生在实践中将所学知识综合运用,提升实际操作能力和解决问题的能力。
图4 自动化技术与应用专业课程地图
四、培养成效
1.技能大赛
表4学生技能大赛获奖情况
2.优秀毕业生
昝亮亮,男,电气自动化技术专业2011级学生,2013年参加工作,先后任学徒工、操作工、技术员。2018年获第六届全国职工职业技能大赛-数控机床装调维修工决赛第十五名,2019年获“河北省劳动模范”荣誉称号。多次作为技术代表,参与和北京工业大学、河北工业大学、燕山大学的产学研合作项目谋划洽谈。牵头或参与新能源汽车、风力发电等创新项目12项。为南皮县域中小企业提供无偿技术服务300余次,真正体现了“双创双服”的意义。
崔玉龙,男,电气工程及其自动化专业162班学生,2020年毕业。在大学四年时间里,学习委员,曾获得国家奖学金,优秀班干部,院级“三好学生”等称号,参加机械行业工业机器人技能大赛获三等奖。2020年以优异成绩进入西门子中国有限公司工作,工作后利用自身的学习经验和创新思路,对项目中的技术难题进行深入研究,提高了项目的执行效率,降低了成本,为公司带来了显著的经济效益。
表5 优秀毕业生就业、学历深造统计表
序号 |
姓名 |
毕业时间 |
就业/学历深造去向 |
1 |
高正义 |
2018年 |
国网冀北电力有限公司 |
2 |
张海彤 |
2018年 |
国网河北省电力有限公司保定分公司 |
3 |
赵诺亚 |
2018年 |
华北电力大学 |
4 |
王毅超 |
2018年 |
北京交通大学 |
5 |
张广治 |
2019年 |
国网河北省电力公司衡水市供电分公司 |
6 |
高子娇 |
2019年 |
国网河北省电力公司石家庄市藁城区供电分公司 |
7 |
张新魁 |
2019年 |
燕山大学 |
8 |
孙晓强 |
2019年 |
哈尔滨工程大学 |
9 |
张中强 |
2020年 |
燕山大学 |
10 |
宋瑞滢 |
2020年 |
哈尔滨理工大学 |
11 |
马良 |
2020年 |
河北科技大学 |
12 |
苏杭 |
2020年 |
国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 |
13 |
吕佳峻 |
2020年 |
国网冀北电力有限公司张家口供电公司 |
14 |
乔永豪 |
2020年 |
河北省送变电有限公司 |
15 |
王虎 |
2020年 |
隆尧县开发区选调生 |
五、学生就业
1.职业面向
毕业生主要对接各大智能制造生产厂商、集成商和信息服务企业,包括汽车、装备制造、机械加工、医药、生物工程、食品安全等众多领域,从事自动化设备和自动控制系统的设计与开发、自动化生产线的运行与调试、自动化工程项目的设计与信息化管理工作。此外,随着技术的发展和行业的融合,毕业生也在物联网、大数据、云计算等新兴领域也有广泛的就业机会。
表6 职业面向表
所属专业大类(代码) |
装备制造大类(26) |
所属专业类(代码) |
自动化类(2603) |
对应行业(代码) |
通用设备制造业(34)、专用设备制造业(35) |
主要职业类别(代码) |
自动控制工程技术人员(2-02-07-07)、工业工程技术人员(2-02-30-01) |
主要岗位(群)或技术领域举例 |
自动化设备和自动控制系统设计与开发、自动生产线运行与调试、自动化工程项目的设计与信息化管理 |
职业类证书举例 |
可编程控制器系统应用编程、运动控制系统开发与应用、工业机器人应用编程 |
图5自动技术与应用专业就业领域
2.就业岗位
本专业面向通用设备制造业、专用设备制造业等行业培养自动控制工程技术人员、工业工程技术人员,其二者的就业岗位非常广泛,涵盖了制造业、能源、交通、环保等多个领域和行业。
图6 自动控制工程技术人员就业岗位
图7工业工程技术人员就业岗位
3.就业单位
表7就业单位一览表
序号 |
单位名称 |
1 |
中国电子科技集团公司第十三研究所 |
2 |
西门子中国有限公司 |
3 |
中国航天集团 |
4 |
芜湖新兴铸管有限责任公司 |
5 |
北京万集科技有限责任公司 |
6 |
京东方科技集团股份有限公司 |
7 |
河北博威集成电路有限公司 |
8 |
苏州汇川技术有限公司 |
9 |
德龙钢铁有限公司 |
10 |
青岛海尔股份有限公司 |
11 |
青岛特来电新能源有限公司 |
12 |
河北电力装备有限公司 |
13 |
河南睿卡机器人制造有限公司 |
14 |
天津新松机器人自动化有限公司 |
15 |
华北制药股份有限公司 |
16 |
中国航天科工二院23所 |
17 |
铁科纵横科技发展有限公司 |
18 |
北京中车长客二七轨道装备有限公司 |
19 |
中国电子科技集团公司第13所 |
20 |
新兴铸管股份有限公司(邯郸) |
21 |
河北电力装备有限公司 |
22 |
河北煤炭科学研究院 |