燕山大学自动化专业“卓越工程师”本科

燕山大学自动化专业“卓越工程师”本科

阶段培养标准及培养矩阵

自动化专业卓越工程师实验班是燕山大学探索和培养工程拔尖创新人才的一个重要改革项目。人才培养方案的总体设计围绕国家经济社会发展的重大需求，紧密追踪自动控制系统前沿理论，依托省重点学科、重点实验室、实验教学示范中心、校外人才培养基地，着眼于未来经济社会发展对自动控制系统工程卓越工程师的人才需求，以培养具有自动化专业背景、掌握系统设计理论基础知识与工程关键技术的复合型拔尖人才为目标，采用累计三年校内理论学习及相关实验教学和一年企业实践的3+1培养模式。

本科阶段培养方案如下：

一、培养目标

采用学校与企业联合培养模式，通过在学校的理论学习和在企业的实践学习，理论与实践紧密结合，以满足企业对工程人才的需求为目标，培养造就具备健全人格、个性突出，具有自动控制、系统工程、自动化装置、计算机应用与网络、现代通讯与信息化技术等工程技术基础和专业知识；掌握自动控制系统设计、实施、运行、管理的基本技能；具备在自动化及相关领域进行科学研究、产品开发、技术管理和知识创新的综合能力；具有扎实的工程科学基础、较高的人文科学素质、宽广的专业知识、持续的创新精神和较强的国际竞争力的卓越工程人才。

二、培养标准及实现矩阵

1．知识结构框架

1.1 通识教育

按照工程人才培养的共性要求和培养高素质社会人的要求而设置，并为推进全面素质教育奠定基础。包括综合基础和基本技能两个模块。在综合基础模块中，设置了思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、体育等文科必修课和由高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学英语、大学物理、计算机基础、信息技术基础、创新与特长教育及项目、管理科学基础等系列课程构成的必修课程，以及由人文科学与艺术、社会科学、自然科学等系列课程构成的选修课程，一方面满足对学生思想品德、身心健康、人文科学与艺术、社会活动能力等各个方面素质培养的要求；

另一方面满足工程建设对环境保护、可持续发展方针、政策、法规知识的要求，使学生能正确认识工程对于客观世界和社会的影响，理解工程专业及其服务于社会、职业和环境的责任。另一方面重点培养学生具有较强的坚实的数学基础、计算机应用能力、良好的中外文沟通、表达与写作能力，基本工程与科研素养以及良好的国际视野和国际竞争能力。

1.2 领域基础教育

培养自动化系统工程师必备的自然科学和自动化相应学科工程基础理论知识与实践能力。开设工程人才必须具备电类基础及相关的工程实训课程主要包括：机械制图、电路原理、复变函数与积分变换、数值分析、模拟电子技术、数字电子技术、微型计算机原理、电机及拖动、检测与转换技术、反馈控制理论、现代控制理论、电力电子技术、信息通讯与网络技术等课程。

1.3 专业领域教育

重点控制系统分析、设计及综合应用所需的核心课程、企业实习实践、毕业设计，使学生深入掌握专业领域的工程理论和应用知识，培养学生该专业方向所必须的工程实践和科学研究能力。设置单片机原理及应用、电气控制及PLC、控制系统仿真及MATLAB 语言、直流拖动控制系统、交流拖动控制系统、工厂供电、嵌入式系统原理及应用、工控软件基础、计算机控制技术、工业控制计算机网络及相应的课程设计、生产实习和毕业设计，使学生在原有专业学习的基础上，建立自动化系统工程的整体知识框架；形成专业知识复合，逐步形成从行业法规、标准、系统规划、设计、施工、调试到运行控制、运营管理整个过程的系统性、综合性和创造性的思维品质，以及发现问题、解决问题的能力。

1.4 学科前沿知识

了解自动化科学与技术、电气信息工程及控制领域的现状和发展趋势。了解最新技术设备的应用情况。

2．思想品德与职业道德

2.1 思想品德

热爱祖国，具有诚信意识和良好的道德品质；树立积极向上的世界观、人生观，有与时俱进的价值观和科学发展观。

2.2 文化素养

具有中华民族的传统美德，了解中外历史；具有创新和竞争等现代意识，能够自我理性控制。

2.3 职业道德

明确职业社会性功能，具备职业自豪感和责任感，遵守工程师职业道德规范；具备责任感和责任心，爱岗敬业；具备工程职业对环境保护、可持续发展方针、政策和法律法规知识。

实施矩阵

3．职业技能与创新能力

3.1 知识获取能力

掌握科学的学习方法，养成终身学习的习惯；具有利用网络和数据库收集科技资料的能力。

3.2 工程推理和解决问题能力

较好的掌握自动化及相关技术的科学研究方法；具有发现问题、描述问题、分析问题的能力；能够采用系统的思维和方法解决问题。

3.3 实验探索能力

具备实验研究以及实验方案设计和选择能力；具有自主实验设计和结果分析能力。

3.4 系统思维与创新

具有系统思维、勇于革故鼎新，在实践中敢于用新技术、新理论、新观点和新思想。

实施矩阵

4．沟通交流与团队协作

4.1 沟通交流能力

能以书面、电子形式、图表以及口头表达等方式进行有效的交流，具有一定的沟通技巧；能够用外语进行书面或口头的有效交流。

4.2 团队协作能力

树立团队意识，发扬团队精神；具有较强的人际交往能力以及团队合作能力；初步具有一定的组织管理能力。

实施矩阵

5. 在社会环境下构思、设计、实现、运行系统的能力

5.1 社会与企业环境

了解自动化专业及相关学科的历史和文化背景；认识社会环境在工程实践中的重要性，包括工程师的角色与责任；工程对社会的影响以及社会对工程的规范，从而树立起积极健康的价值取向。了解、欣赏不同的企业文化，能较快地转换个人在团队中的角色并顺利工作。

5.2 企业及商业环境

5.2.1 认识不同的企业文化

认识各种企业文化中成功的过程、文化和指标系统的差异：企业、相对于学术机构、相对于政府、相对于非营利和非政府机构、市场驱动相对于政策驱动、大型相对于小型、集中相对于分散、研发相对于运行、成熟相对于成长相对于创业、长远发展相对于快速发展周期、有组织的劳动力的参与相对于无组织的劳动力的参与

5.2.2 企业策略，目标和计划

表述企业的使命和规模、认知企业的核心竞争力和市场、认识研究和技术开发的过程、认识重要联盟和供应商关系、列出财务和管理的目标和指标、认识财务计划和财务控制、描述与利益相关者的关系（与所有者、雇员、顾客等）。

5.2.3 技术创业

认识到技术创业的机会、认识能创造出新产品和新系统技术、描述创业融资和组织。

5.2.4 成功地在一个团队中工作

定义管理的功能、描述组织内各种角色和相应的责任、描述功能组织和项目组织的角色、描述如何在等级化组织中有效工作、描述组织内的变化、动态过程和演化。

企业及商业环境现实矩阵

5.3 系统的构思与工程化

能够理解或设计自动化专业的目标和要求，了解相关概念和结构，参与或组织设计、实施、运行。

5.3.1 设立系统目标和要求

识别市场需求和机会、找出并分析顾客需求、确定由新技术或潜在的需求所带来的机会、解释决定需求的背景环境因素、确定企业目标，战略，能力和联盟、确定并区分竞争者和比较信息、分析伦理、社会、环境、法律、法规的影响、解释影响系统，系统目标和现有资源因素变化的可能性、解释系统目标和要求、识别表示目标和要求的语言/形式、解释初期目标（基于需求、机会和其他影响）、解释系统性能指标、解释要求的完整性和一致性。

5.3.2 定义功能，概念和体系结构

确定必要的系统功能（以及系统的行为指标）、选择系统的概念、利用合理的技术水平、分析概念间和概念重组后的取舍、区分高层次的构架形式和结构、讨论将构架形式分解为单元，给单元赋予功能并定义单元间的接口。

5.3.3 系统建模并确保目标可能达成

找出技术性能指标的合理模型、讨论实施和运行概念、讨论生命周期价值和成本（设计、实施、运行、机会等）、讨论各种目标、功能、概念和结构间的取舍以及收敛所需的迭代。

5.3.4 项目发展的管理

描述项目的成本、绩效和进度的控制、解释适当的项目转折点和审查、解释配置管

理和文档、以基线为比较标准进行表现分析、定义项目挣得值过程、讨论资源的估算和分配、认识风险和替代方案、描述发展过程可能的改进。

构思与工程系统实矩阵

5.4 系统设计

掌握自动化专业设计的标准、规范和要求，了解相关专业知识，收集资料，利用知识、技能和手段，形成设计方案，构建系统结构，选择器件和设备，用图纸形式表述，编制设计文件。并掌握工程概预算的构成及编制方法。了解不同专业设计界面的划分及衔接。

5.4.1 设计过程

为系统目标和要求导出的每个单元或元件选择要求、分析备选设计方案、选择初始设计方案、在产品开发中使用元器件、在约束条件下实施适合的优化、进行迭代直至收敛、综合最终设计、能适应要求的变化。

5.4.2 设计过程分期与方法

解释系统设计不同阶段（如概念设计、初步设计、详细设计）的工作、讨论适应特定开发项目的过程模型（自上而下模式、螺旋模式、并行模式等）、讨论单一、平台和衍生产品的设计过程。

5.4.3 设计中对知识的利用

利用技术和科学知识、实践创造性和批判思维并解决问题、讨论领域中的现有工作，标准化和设计的再利用（包括反要求工程和再设计）、讨论设计知识的获取。

5.4.4学科专业设计

选择合适的技术、控制器和过程、解释设计工具的标定和验证、对备选方案的量化分析、实施建模、模拟和测试、讨论对设计进行分析的改进。

5.4.5 跨学科专业设计

识别学科间交互作用、找出约定和假定的差异、解释学科模型成熟程度的差异、解

释多学科设计的环境、解释多学科设计

5.4.6 多体综合设计

展示基于以下目标的设计：性能、生命周期成本和价值、美学和人体工学因素、实施、验证、测试和环境的可持续性运行、维护性、可靠性和安全性、鲁棒性、演化、产品改良和退役。

设计实现矩阵

5.5 系统实施

熟悉自动化专业实施的过程，掌握设备安装和软件调试的程序和方法，了解项目质量控制、进度控制、计量支付、检测验收及试运行的规章和程序。

5.5.1 设计实施的过程

阐述实施过程的表现、成本和质量的目标和指标、明确实施系统的设计。

5.5.2 硬件设计过程

描述元器件的功能、描述由元器件组成的单元功能、系统集成、功能及性能指标。

5.5.3 软件实现过程

编制软件主程序流程图、子程序流程图，进行离线调试。

5.5.4 硬件，软件的结合

首先进行各功能单元的分体调试，进行部分单元的联机调试，最后进行总体调试，检验硬件设计的合理性及软件编程的正确性。

5.5.5 测试，验证，认证以及取得证书

讨论测试和分析的程序（硬件相对于软件，可接受性相对于合格性）、讨论证实系统性能达到要求、讨论验证性能达到要求、解释达标认证。

5.5.6 实施过程管理

描述实施的组织和结构、讨论采购、合作和供应链、认识实施成本、表现和进度的控制、描述质量和安全保障、描述实施过程可能的改进。

实施矩阵

5.6 系统运行

熟悉自动化专业运行、维护与管理的基本过程，了解系统评价指标体系，提出改进的意见或建议，了解对事件、事故及灾害的应急处理预案及管理程序。

5.6.1 设计和优化操作

说明运行表现、成本和价值的目标和指标、解释运行过程的构架和发展、解释运行（和使命）的分析和建模。

5.6.2 培训及操作

描述职业化操作的培训：模拟、指导和计划、程序、认识为消费者操作提供教育、描述操作过程、认识操作过程的相互作用。

5.6.3 支持系统的生命周期

解释维护和物流、描述生命周期性能和可靠性、描述生命周期价值和成本、解释反馈协调系统的改进。

5.6.4 系统改进和演变

定义预先计划的产品改进、基于运行中观察到得要求进行改进、认识演变性的系统升级、认识由于运行必要所产生的偶然性和解决办法。

5.6.5 弃置处理与产品报废问题

定义生命终结时的问题、列出弃置选择、定义生命终结时的残余价值、列出弃置的环境考虑。

5.6.6 运行管理

描述运行的组织和结构、确定合作者和同盟、认识运行成本、表现和进度的控制、

描述质量和安全、定义生命周期管理、认识运行过程可能的改进。

实施矩阵