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關鍵詞:新能源科學與工程;風力發電;太陽能發電;人才需求;課程體系
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)26-0046-02
新能源屬于我國戰略性新興產業,也是國民經濟發展的基礎性產業。面對環境污染與能源危機的雙重壓力,全球都在加快推進新能源產業發展。規模化開發與利用太陽能、風能、生物質能、地熱能等為代表的新能源,實現我國傳統化石能源過渡為清潔、可再生能源為主的能源結構是必然之舉。中國將大力推動新能源產業的發展,在加大水電、核電、太陽能和風能設施建設的同時,計劃在2020年前使新能源消費比例達到15%。特別是近年來風力發電和太陽能發電作為新能源電力的兩支主力軍迅猛發展,出現并駕齊驅的局面,新能源電力產業的蓬勃發展對新能源專業人才提出迫切需求。在這種形勢下,怎樣培養適應新能源產業需求的人才,既有巨大的機遇,也有很大的挑戰性。
為適應我國戰略性新興產業的需要,自2006年以來我國相繼有華北電力大學、河海大學、長沙理工大學等多所高等院校開辦風能與動力工程本科專業;2010年教育部緊急下達《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》,自2011年開始,我國部分高等院校設置了新能源科學與工程、新能源材料與器件等新能源產業相關的本科專業。但怎么樣才能更好地為國家發展新能源產業起到人才培養的支撐作用,培養什么樣的新能源產業人才以及如何培養,怎么樣結合學校自身的特色與資源優勢開設專業方向和課程體系,是當前面臨的主要課題。
一、我國新能源電力產業的發展形勢
自2007年,我國風電裝機容量呈高速增長趨勢。2010年,我國(不包括臺灣地區)新增風電裝機1893萬千瓦,累計風電裝機容量4473萬KW,超過美國躍居世界第一位。至2012年底,全國新增安裝風電機組7872臺,裝機容量1296萬KW;累計安裝風電機組53764臺,裝機容量達到7532萬KW;風電并網總量達到6083萬KW,發電量達到1004億千瓦時,風電已超過核電成為繼煤電和水電之后的第三大主力電源。2013年我國風電又新增風電并網容量1492萬千瓦。2014年我國風電發展目標為1800萬千瓦。根據2014年國家能源局印發“十二五”第四批風電項目計劃顯示,列入“十二五”第四批風電核準計劃的項目總裝機容量為2760萬千瓦(27.6GW)。從2011年開始,我國為把握風電發展節奏,促進產業健康有序發展,國家能源局開始制定風電項目核準計劃,前三批風電核準規模分別為2683萬千瓦、1676萬千瓦(后又增補852萬千瓦)和2797萬千瓦。至此,“十二五”以來擬核準的風電項目規模累計已超過1億千瓦。
在風電大規模發展的同時,自2009年以來我國太陽能光伏發電也迅速擴張。截至2012年底,我國累計光伏裝機容量達到7.5GWp;截至2013年底,中國光伏發電新增裝機容量達到10.66GWp,光伏發電累計裝機容量達到18.16GWp。2013年全球光伏新增裝機39GWp,比2012年增長28%。2013年,就新增光伏裝機而言,中國、日本和美國成為世界上最大的三個市場,而德國則退居第四。中國2014年光伏發電的發展目標是全年新增光伏裝機14GWp。根據《太陽能發電“十二五”規劃》,中國光伏發電裝機容量與發展目標如表1所示。
在太陽能光伏發電快速成長的過程中,全球太陽能光熱發電也正以驚人的速度發展。截至2013年底為止,美國已有5座大型太陽能光熱發電站投入運行,規模都在100MW以上。其中美國NRG能源公司聯合Google、Brightsource公司投資22億美元在加州莫哈維沙漠建設的太陽能發電站于2013年成功發電,裝機規模為392MW,這是目前世界上規模最大的塔式電站。美國能源部SunShot計劃光熱發電的研發目標是到2020年實現75%的成本削減,在不依賴政策補貼的前提下將光熱發電推至每千瓦時6美分甚至更低的水平。歐洲早在2009年12家跨國公司在德國慕尼黑簽署協議,計劃投資4000億歐元在北非建立太陽能熱發電廠,10年后開始供電,據估計到2050年,該項目在北非的發電廠將滿足歐洲15%的用電需求,這也是目前世界上擬建中太陽能發電廠同類中最大的太陽能項目。此外,西班牙、南非、印度、智利、摩洛哥、以色列、沙特、阿聯酋、科威特以及澳大利亞都已經開始了大規模光熱發電的興建,印度已有50MW規模的電站并網運行。中國在北京延慶縣八達嶺建設了首個規模為1MW的太陽能熱發電示范電站,于2012年8月成功發電,但還沒有商業化規模電站。可以預見,隨著國外太陽能光熱發電公司進入中國和國內太陽能光熱發電技術的研究進展,中國未來十年將在太陽能光熱發電方向上大有作為。
二、新能源科學與工程專業人才培養的定位
2012年,教育部將原風能與動力工程和新能源科學與工程合并統一改為新能源科學與工程。相應地,風動專業也將面向更寬廣意義的新能源產業需求,需要對專業培養方案進行調整;特別是更名為新能源科學與工程,就業的主戰場不能較好地定位,致使專業課程體系達不到市場的期望值,對該專業課程體系怎樣設計仍需繼續研究探討。從用人單位和學生自身需求上來看,專業課程設置和職業能力培養占有很重要的位置。其主要原因有兩個:一是我國經濟水平還欠發達,從讀大學所付出的成本上來看,大多數學生期望接受到職業技能方面的訓練;二是用人單位企盼招收到適合于工程技術需要的、能夠盡快進入工作角色的應用型、技能型、復合型人才。
對于專業設置,國內其它專業的普遍做法是根據就業渠道下設專業方向。專業必須有支撐產業為基礎才會有生命力。因此,本文提出“以學科為基礎設置大類專業,以產業為支撐開設專業方向”的觀點。新能源科學與工程專業應該在強化“工程實踐能力培養”的基礎上,必須以風力發電、太陽能發電作為就業主戰場,分別面向風電機組設計與制造、風電場工程、太陽能發電工程三個主要領域,設置各具特色的專業方向的課程體系。
三、新能源科學與工程專業課程體系的優化
新能源科學與工程專業自2010年教育部批準開設以來,全國已有34所高校開設此專業。2013年5月19日,“首屆全國新能源科學與工程專業建設研討會”在華北電力大學召開,指出課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到人才培養的質量。現階段我國系統培養新能源科學與工程專業本科生、研究生的工作才剛剛起步,對于相應課程體系的構建正處于探索階段。
根據國內部分高校新能源科學與工程專業公布的培養方案,其課程體系設置與專業定位(如表2所示)。總體上來看,各高校的課程體系呈現自由發展、特色發展的局面,這有利于各學科交叉融合,促進新能源產業發展,但同時應注意一些專業基礎課程的共性、相通性問題。課程體系可以大致分為兩大類:一類是遵循厚基礎、寬口徑的原則,強調能源類基礎理論課程教學(A類),但專業核心課程各高校有所偏重;另一類則是專業方向針對性較強,更強調職業能力培養(B類)。例如風動方向加強了力學、機械、電氣方面的課程模塊,太陽能方向則強調了半導體物理、材料科學的課程模塊,但缺少光學、熱學、電氣工程方面的教學。
表2 國內部分高校新能源科學與工程專業的課程設置與專業定位
學 校 專業課程體系 專業定位
A類:
浙江大學、華中科技大學、西安交通大學、中南大學、重慶大學、上海理工大學等 專業基礎課程:工程熱力學、工程流體力學、傳熱學、應用電化學、固體與半導體物理、材料科學基礎、工程制圖、機械設計基礎、電工電子技術、自動控制原理等
專業核心課程:可再生能源和新能源概論、太陽能電池原理與制造技術、太陽能光伏發電系統與應用、太陽能熱利用原理與技術、風力發電原理、生物質能轉化原理與技術、核能發電概論、氫氣大規模制取的原理和方法、能源與環境、燃料電池概論、薄膜材料與器件、半導體材料、新能源材料、熱泵技術、能源低碳利用技術、Matlab及其工程應用、CFD軟件應用等 具備熱學、力學、電學、機械、自動控制、能源科學、系統工程等理論基礎,掌握可再生能源與新能源專業知識
B類1:
華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、沈陽工業大學等 專業基礎課程:理論力學、風力機空氣動力學、材料力學、機械設計基礎與CAD、、畫法幾何與機械制圖、電機學、電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、電機學、電力電子技術、自動控制原理、微機原理與接口技術等
專業核心課程:新能源與可再生能源概論、風力發電原理、風資源測量與評估、風電機組設計與制造、液壓與氣壓傳動、風電場電氣工程、風電機組控制與優化運行、風力機組狀態監測與故障診斷、風電機組測試與認證、風電場施工與管理、風電場建模與仿真、風力機設備材料、新能源材料、近海風力發電、風能與其它能源互補發電系統、風電場并網、風力發電機組計算機輔助設計、風電場規劃與設計等 面向風電機組設計與制造、風電場工程等
B類2:
福建師范大學 理論物理基礎、材料科學基礎、固體物理學、材料分析方法與技術、材料熱力學、單片機技術、電工電子技術、工程制圖、磁性材料與器件、光電子材料與技術、太陽電池物理、光伏工程與技術、光熱工程與技術、固體發光材料、半導體材料、電化學基礎、磁熵變材料與磁制冷技術、傳感材料及其傳感技術、X射線分析技術、儲能材料與技術、先進功能材料、光電薄膜與器件、鋰離子電池原理與技術、材料設計與模擬計算、納米材料與應用、新型能源材料與技術、太陽能光熱轉換理論及設備、太陽能熱利用、薄膜材料與技術、光源設計與應用技術等 面向太陽電池及其它新能源材料技術研發
應當指出,大學的專業課程體系不可能完全為企業的需求而量身定做;即使課程體系相同,但由于學校資源的差別和培養方式、途徑及方法的不同,人才培養的類型、質量與層次也會存在很大的差別。因此新能源本科專業教育主要考慮人才質量的基礎性、技能型、創新型、復合型與可拓展性。專業基礎課應該以能源科學為基礎,兼顧高校各自的資源優勢,設定各具特色的專業課程。
以長沙理工大學(以下簡稱“我校”)新能源科學與工程專業為例,應針對風機制造、風電場、太陽能發電站三個就業領域,結合學校現有學科與專業優勢,培養目標定位于既具有較寬廣、厚實的專業基礎,又有專業方向的特長。為此,針對新能源產業的發展需求和我校的學科優勢,新能源科學與工程專業可增設太陽能發電工程方向。主要面向太陽能光伏、光熱發電站及并網工程,同時兼顧太陽能領域的技術研發,為太陽能光熱發電儲備人才,開設材料科學、光學、熱學、電氣工程等模塊的課程,主干學科為材料科學、電氣工程,使學生具有材料科學、光學、熱學理論基礎,具備電氣工程的職業能力。目前我校已有的材料科學與工程、光電信息科學與工程、熱能與動力工程、電氣工程及自動化專業為太陽能方向的開設奠定了基礎。
四、結論
當前,我國風電、光伏發電呈規模化發展的趨勢,太陽能光熱發電也未雨綢繆。為適應新能源電力產業蓬勃發展的需要,新能源科學與工程專業應該“以學科為基礎設置大類專業,以產業為支撐開設專業方向”。在風力發電、太陽能發電專業方向上,遵循厚基礎、寬口徑的原則,在強化“工程實踐能力培養”的基礎上,分別面向風機制造、風電場工程、太陽能發電工程三個主要領域,專業基礎課應以能源科學為基礎,兼顧高校各自的資源優勢,設定各具特色的專業課程體系。新能源產業屬于國家戰略性新興產業,也是國民經濟發展的基礎性產業;面對環境污染與能源危機的雙重壓力,全球都在加速發展新能源產業。應當抓住這一有利時機,整合各校相關的資源優勢,推動新能源科學與工程專業人才培養的發展,打造新能源專業品牌。
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關鍵詞:電氣工程及自動化技術;存在問題;解決策略;化工應用
電氣工程及自動化技術的廣泛應用得益于其不可代替的功能,在當前各行業領域中,該技術的發展程度,代表了一個國家和地區的現代化建設水平。電氣工程及自動化技術主要用于提升社會生產力,以電力為基礎,綜合多方面的知識技術,在發展過程中不斷完善自身體系,并吸納更多的先進技術。因此上,單純地把電氣工程和自動化技術看作某一方面的應用是不科學的,不斷加大對這一技術的研究力度,確保電氣化領域的發展為社會生產做出更大貢獻。
1電氣工程及自動化現狀概述
“電氣工程及自動化”即電氣自動化,是一種典型的邊緣學科,它的發展得益于新興技術的出現,換句話說,任何一種周邊技術的發展進步,都會帶動電氣自動化技術的大幅度跨越。因此,這一技術的應用也是綜合性的,在當前我國化工產業體系完善和行業進步的過程中,發揮了重要的作用,尤其是對生產力的適應性方面,提高了不同領域的產業化速度。就現狀而言,電氣自動化技術已經成為帶動國民經濟發展的支柱力量,計算機技術、信息技術和網絡技術的不斷滲透,實現了智能化的特征。結合化工產業的特點來說,聯合生產、高危環境,通過這一技術的運用可以實現更多的無人值守崗位,并降低了操作的誤差,節約了人力成本,提高了生產效率;并間接地改變了人們的生活生產方式,讓社會生產力逐步細化。
2電氣工程及自動化應用存在的問題
根據我國電氣自動化技術的發展現狀分析,和發達國家相比,在技術層次、應用水平和研發能力方面還存在很大的差距,特別是在化工產業及周邊生產中,還存在一系列的問題。
2.1電氣工程能源消耗大
顧名思義,電氣工程是電力為基礎的生產建設模式,在自動化技術的應用中,涉及到生產的各個流程,按照一定的執行程序,強調有效性、標準型,以減小誤差為生產目的。而要實現這一系列的操作,必然需要引進更多的電氣設備,組成工業生產體系,客觀上加大的電能的消耗。我國的能源現狀并不樂觀,龐大的電氣自動化系統能源消耗,不僅不利于工業生產節能減排的實現,也不符合我國可持續經濟發展的要求。
2.2電氣工程質量不達標
電氣自動化技術功能的綜合性,也意味著它應用中存在更多的質量標準,事實上,隨著現代工業體系中人們安全意識的不斷提升和安全問題的關注,也促使電氣工程質量的提高。但在現實中,電氣工程質量管理缺乏重視,檢驗過程中以生產滿足為基礎,尤其是部門領導的安全意識較差,由此造成施工中存在的種種安全隱患。同時,和電氣自動化技術發達國家相比,國內缺乏專業和系統的質量監管體系,一些管理者意識到電氣工程質量達標問題的重要性,但苦于沒有工作落實的方法,只能通過內部或國家相關規定來進行控制。
2.3自動化系統集成度低
以化工產業為例,隨著現代化工業體系的逐漸完善,客觀上要求各種設備的配合程度提高,而電氣工程自動化功能也要在一定程度上完善;從整體情況看,我國電氣工程自動化向集成方向發展,但在自動化層次上還比較低,各種功能、系統接口缺乏統一標準,實現資源共享的效率較低。
3電氣工程及自動化問題解決措施
3.1優化電氣工程節能設計
電氣自動化技術中包括的環節較多,每一個環節的設備和技術應用都可以獨立進行開展,從設計到安裝,對節能要求的標準存在差異。但從這一技術的整體性角度來說,節能設計必須符合功能性的需求,即根據電氣自動化設備的整體功能來解決能源消耗問題。如優化精簡可有可無的設備環節,提高獨立設備的運行效率,增加整體系統的耦合性,在滿足聲場需求的前提下,最大限度的降低能源損耗;包括選擇繞組阻值較小的供電變壓器、引入新能源設備、采取新型材料裝置等等。
3.2加強電氣工程質量管理
現代工業發展對設備的依賴程度大,考慮到設備之間的關聯性,一部分設備發生問題,必然導致整體的質量缺陷,由此提高電氣工程質量管理就成了必然,具體的開展工作可以從以下展開:第一,加強員工對質量管理的認識,定期對員工掌握技能培訓,以維護設備的正常運轉。第二,通過嚴格把關電氣工程的設計、安裝和應用環節,從材料指令層面入手,不斷優化進場和維護的操作模式。第三,在電氣工程及自動化技術的施工應用中,加強對施工環節的管理監督,嚴格按照施工規范展開,并在施工完畢后做工程驗收,對獲取的數據進行整理統計。
3.3完善電氣工程管理體系
電氣自動化工程中包括的設備、技術等內容,并非是一成不變的,在社會科技力量的影響下,要不斷引入科學合理的設計理念,更好地融合新興科技力量,并形成新時期條件下的管理體系。如引入全生命周期管理體系,在實現信息共享、資源共享的同時,對電氣工程中存在的多種要素展開更換、升級、淘汰,始終讓設備的先進性維持在最前列。同時,結合化工產業而言,電氣工程及自動化技術的發展客觀上要求專業技術人員的素質提升,一方面掌握化工產業的生產規律、生產技術和管理模式,另一方面要具備綜合性的設備應用素質,在實踐中不斷進行改進和提升,提高電氣工程與本行業的兼容性,這樣不僅可以降低能源消耗、減少生產成本,同時也可以優化自身產業結構,形成新的工業設備構建系統。
4結語
綜上所述,電氣工程及自動化與科學技術的整體發展存在密切關系,在各個領域的不斷影響下,工業生產在吸收和轉化中要體現出與時俱進的思想,加大在研究、執行和管理方面的力度,確保電氣化領域的健康、良性發展。
參考文獻:
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關鍵詞:電氣工程;自動化;農業領域;交通領域
1電氣工程及自動化概述
從上世紀五十年代開始,我國開始在電氣工程及自動化技術方面提升了研究力度,促使電氣工程的涉及面越來越廣。在研究起步之初,我國主要將電氣工程應用在工業生產領域之中,之后,隨著科技的不斷進步,我國將電氣工程的應用范圍逐步擴大,并將其與農業、手工業等行業結合在一起。站在整體應用角度來說,電氣自動化技術的進步,將人們現有的生活水平提升,而且還實現了各個行業生產成本的有效控制,讓生產生活與更高的經濟效益相對應,為我國整體發展創造了良好基礎。根據目前的發展情況,計算機技術也成為了電氣工程發展的重要環節,在滿足大眾生活需要的同時,普及程度也相應提升。根據相關數據統計,有超過80%以上的行業對該項技術進行了應用,從這里也可以看出,電氣工程及自動化在人們生活中能夠做到隨處可見。隨著現代化社會發展和建設的持續性進行,電氣工程及自動化技術也形成了一個比較全面的系統,性能和效率愈發突出,而且還更加合理,這也為社會進步和發展提供了充足動力,避免資源浪費現象的出現。
2電氣工程及其自動化在生活中的具體應用形式
2.1在電力系統及電力調配中的應用
電氣工程及自動化應用的主要領域便是電力系統,截止到目前,隨著人們生活中的家用電氣數量越來越多,用電量也會不斷增加,在此過程中,人們對供電的可靠性和質量需求逐步提升。而在具體的電網調度過程中,整個自動化程度和供電質量必須與相應標準相符,最終實現電網調度工作的自動化運行。除此之外,如果人們可以將電氣工程以及自動化技術應用到電力調配過程中,將會對相關工作的開展精度和可靠性全面提升。另外,該項技術的覆蓋范圍很廣,除了電網調度之外,還涉及到網絡設備、顯示器等等,也正是由于該項技術的應用,人們還可以實現對電力調配工作開展的實時性監督和管理,記錄下工作之中所產生的實時性數據,這樣一來,可以確保數據分析工作更加穩定的開展,并根據分析結果對未來的電力工作方向進行預測。除了上述應用之外,該項技術還能在電力調配工作的第一時間掌握詳細信息,讓相關工作人員了解電力調配信息,最終實現電力調配工作的現代化、科學化發展[1]。
2.2在智能建筑中的應用
在建筑設備自動化發展過程中,主要涉及到的子系統包含以下三方面,即安全保護系統、建筑物以及能源管理系統,而且上述三個系統主要是基于電氣工程及自動化技術為主實現的,另外,還能與建筑物電力、排水等功能相結合。除此之外,為了確保智能建筑的安全使用,需要在其中設計接地保護系統。由于智能建筑系統之中存在很多金屬類型設備,導電性能很強。假如在金屬設備使用過程中出現絕緣體破裂等情況,便會引發一系列漏電問題。如果人們可以將電氣工程及自動化技術應用到智能建筑之中,接地裝置的保護作用將會得到進一步提升,從而避免漏電問題的出現,為人們生命和財產安全提供有效保護。其次是直流接地,智能建筑能夠通過大量的計算機信息分析,以及電子設備軟硬件實現信息傳輸數據的共享。另外,想要確保上述過程的實現,需要相關電子通信設備和計算機技術配合。由于智能建筑在自動化配合下,可以為相應建筑提供可靠的電壓標準,進而確保相關電子硬件和軟件的全面應用。
2.3在農業領域中的應用
電氣工程及其自動化技術在農業領域之中的應用主要包括以下幾方面內容,首先是溫室大棚技術的應用,在溫室大棚之中,電氣自動化控制技術的應用重點主要集中在遠程監控系統之中。該系統可以通過遠程監控,讓人們了解大棚之中農作物的實時生長狀態,做好內部溫度、濕度的全面性控制,為大棚作物的生長提供良好環境。而在電氣工程及自動化技術的配合下,大棚中的各項指標數據也能第一時間內傳遞到種植人員手中,并根據具體的數據情況采取應對措施。其次是在無土栽培中的應用,無土栽培可以通過電氣工程及自動化技術,提升整個檢測平臺的周全程度,通過該種檢測平臺的有效配合,人們可以對農作物的具體生長情況進行詳細了解。另外,在具體檢測平臺應用上,還可以通過具體的無土栽培技術和傳統栽培技術相結合的方式,來提升農作物的生長能力,為農業發展提供更多有利因素[2]。
2.4在交通領域中的應用
2.4.1電氣化鐵路的發展
電氣化鐵路主要是隨著電力機車的出現逐漸演化而來,由于電力機車要比內燃機更具備運動能力,即使是在相同規模之下,電氣化鐵路的運輸能力也會遠高于非電氣化鐵路,成為了整個鐵路行業發展的主流。另外,電氣化鐵路在高速鐵路以及城市軌道交通建設中同樣得到了大范圍應用,這也為后續電氣化鐵路的改造創造了良好條件。按照我國“十三五”規劃要求,直到2020年,我國整體鐵路營業里程達到了15萬公里,其中電氣化效率能夠達到了70%,屆時,可以真正實現電氣化鐵路布局合理、覆蓋面廣等特點,實現鐵路網絡的有機完善。在成就“四縱四橫”主骨架基礎之后,整個高速鐵路的建設將會變得更加穩固,服務范圍也會擴大,城市高鐵覆蓋率也將會達到80%。
2.4.2發展電動汽車
電動汽車屬于新能源領域,動力主要來源于車載電源,通過電機的驅動,促使輪胎向前行駛,這一點與具體的車輛要求和道路交通未來發展情況相符。站在節能環保角度來說,電動汽車是未來汽車行業主要的發展趨勢,發展前景十分廣闊。電動汽車的種類有很多,如純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等等。其具體的工作原理主要是將電能轉化為汽車的動能,從而實現汽車高速向前行駛。預計到2020年,我國整體電動汽車的保有量將會達到8%左右。從該角度來看,電動汽車在我國具有很大的發展潛力,這對于汽車產業升級和技術跨越具備重要意義。我國新能源公交整體已經達到了80%以上的普及率,從這里可以看出,新能源汽車得到了大多數人的認可[3]。
3電氣工程及其自動化的未來發展趨勢
3.1增加電氣工程質量管理力度
在電氣工程自動化技術之中,工作人員個人素質影響十分重要。如果研發人員具備較高的技術素養,便能將我國電氣工程自動化技術市場競爭能力進一步提升。除此之外,人員素質的有效開發,能夠進一步提升我國電氣工程自動化技術的競爭能力。工作人員的素質情況還與技術的發展水平息息相關,想要確保電氣工程自動化技術的全面發展,各個企業要在工作隊伍的知識培訓上下一番功夫,在提升自身綜合素養的同時,培養出一支技術性扎實的工作團隊,讓我國電氣工程中的軟硬件實力獲得補充。另外,企業以及相關部門對電氣工程質量管理也要給予高度重視,提升相應的管理水平[4]。
3.2應用范圍將會逐步擴大
隨著電氣工程自動化技術的不斷更新和發展,相應技術的實施流程也得到了進一步完善,這也使得整個社會在自動化技術需求上越來越大,應用范圍不斷增加。在此過程中,企業想要與現階段的市場發展需求相適應,就需要加大相應的產品開發力度,讓相關技術研究向我國實際情況靠攏,這樣一來,整個行業的科技含量也會得到進一步保障。如果按照傳統發展趨勢進行,隨著電氣工程及自動化技術范圍的增加,環境污染問題也會越來越嚴重,這與我國實現可持續發展戰略不相符,甚至還會導致一些新的問題出現。因此,相關部門和工作人員需要做好應用范圍的保障工作。
3.3節能設計更加優化
近年來,隨著世界各國對環境污染問題越來越重視,電氣工程及自動化在節能和環保方面也實現了進一步優化,在做到環境保護的同時,將生態效益和社會效益有效結合在一起。而在具體電氣工程及自動化技術使用過程中,應該以降低能耗、減少資源浪費為標準,實現成本的有效節約。例如,在供電系統發展過程中,變壓器的選擇應該保持繞阻阻值的最低標準,進而將相應的流量消耗降到最低點,只有這樣,相應的變壓器成本才能得到根本性降低。除此之外,在照明使用上,人們需要做好自然光的充分利用,進而實現照明設施的自動化智能化展示。通過一系列節能設計,電氣工程以及自動化技術在生活中將會變的更加實用,與人們生活相貼近[5]。
【關鍵詞】電氣信息 電子信息工程 專業調整 培養方案
1 課題背景
電氣信息類覆蓋了電氣工程、控制科學與工程、信息與通訊工程、電子科學與技術等眾多主干學科[1],其專業特點是強電與弱電結合、軟件與硬件結合、電子技術與電工技術結合、元件與系統相結合[2,3]。電氣信息學科作為我校電氣工程學院教學改革的重點學科,其改革思路為,面向電力系統智能化變電站、直流輸電及綠色能源等專業領域,按弱電向強電滲透、強弱電兼顧、注重信息技術等原則來制定新的專業發展規劃。新專業的設立和發展,首先要定位專業人才的培養目標,如何從高等教育的整體形勢、電力系統行業發展特點和人才需求等方面出發,明確專業定位,探索人才培養模式和專業發展規劃至關重要。本論文以電氣信息學科電子信息工程專業的專業調整與人才培養方案改革為課題研究的主線,重新設置該專業的教學計劃,優化其課程體系,以使學生加強專業基礎理論、拓寬知識面、培養創新意識,使之具有較強的適應電力行業發展和更新知識的能力。
2 電子信息工程專業現有專業設置及培養方案的分析
2.1現有專業設置情況
電子信息工程專業成立于2003年,該專業面向電子信息工程領域,側重于培養與電力系統自動化相關的電子技術和信息系統的基礎知識,畢業生能夠較系統地掌握本專業領域寬廣的技術基礎理論知識,熟悉電子電路的基本理論和實驗技術,并以信息的獲取、編碼、傳輸、存儲與處理為專業方向,具備分析和設計電子設備的基本能力,具有一定的科學研究和實際工作的能力,能夠從事各類電子設備和信息系統的研究、設計、制造、應用、開發管理和教學工作。
從專業發展方向和課程設置來看,該專業課程是以信號獲取的工具、手段和處理的方法以及整個系統的硬件電路設計和軟件編程為主線設置的,是以寬口徑人才培養模式為導向,并有意識地與電力系統方向接軌。
2.2現有專業人才培養方案的分析
電子信息工程專業是一個電子和信息工程方面的較寬口徑專業,并加強了電力系統自動化方面的知識,主要學習信號的獲取與處理、電子設備與信息系統等方面的專業知識,受到電子與信息工程實踐的基本訓練,具備設計、開發、應用集成電子設備和信息系統的基本能力。目前專業方向雖然考慮到要向電力系統靠攏,但仍未找到具體的發展方向,采用的仍是寬口徑方式。通過集中、收集、分析和評價現有培養方案的實施效果,總結其所存在的問題有:1)理論課程銜接有問題,理論課程無實驗環節驗證,學生難以理解課程內容;2)實驗課時安排不當,綜合設計型實驗數量少,學生的動手能力未得到足夠訓練;3)課程設計中電力系統的應用范例少,經費不足,內容簡單,未引起學生的足夠重視;4)畢業設計中的小課題設計研究范圍過于狹窄,缺乏針對性和整體考慮,電力系統應用方面的課題少。
3 專業新人才培養方案的建立
3.1人才培養方案改革的總體設想
為了及時把握新能源發電領域所提供的機遇,制定符合我校人才培養特色的新的電子信息工程專業培養方案及課程體系,結合該專業的特點和我院電氣專業人才培養方案制訂的成功經驗,以“重基礎、強能力、重實踐、突特色”為原則,合理確定專業培養目標、定位及特點。新的培養目標要求學生具備較強的實踐能力、創新意識和創業精神,能夠在電子信息領域從事電子設備和信息系統的研究、設計、集成、制造、開發、技術支持等工作。同時,將專業發展方向調整為綠色能源領域,該領域是我國電力系統重點發展方向,也符合我校辦學特點和發展方向。制定和落實符合新專業發展方向的人才培養規劃,不僅可以解決畢業生的就業問題,同時也可以占據行業發展的有利位置。
3.2 新人才培養方案的構建
為構建適應新專業發展方向的人才培養方案,針對現有專業設置所存在的問題,將工作重點放在主干課程和實踐環節,對部分課程進行增減,確定實踐環節的任務和內容。具體的修改體現在:1)大幅修改了課程體系;2)注重實踐環節對專業方向的針對性,畢業設計和課程設計均以電力系統應用為主要設計內容。
總之,在新培養方案的模式下,教學思想和課程設置主要側重于培養電氣工程領域中電子技術、計算機科學與技術、通信工程等方面的高素質應用型人才。
4 結論
本論文針對電氣信息學科電子信息工程專業的專業調整,提出了面向綠色能源的新的專業人才培養方案,該方案注重理論與實踐的結合,強調了對特定專業方向的針對性。新的人才培養方案的實施與推廣,將有助于我院在培養大學生的過程中,明確發展方向,建立科學合理的教學計劃及課程體系,與國內電力行業的發展趨勢相適應,從而培養出技術合格、專業特色較強的21世紀高科技人才。
【參考文獻】
[1]趙天正,李煒,段曉燕等. 自動化專業實踐教學改革的思考與探索. 電氣電子教學學報,2009(S2):134-137.
電子信息科學與技術專業主要課程
《模擬電路基礎》、《電磁場與電磁波技術》、《傳感器技術與應用》、《單片機系統原理》、《數字電路邏輯設計》、《無線傳感器網絡》、《SQLSERVER數據庫應用技術》、《半導體物理學》、《電路分析原理》、《DSP技術及應用》、《光纖傳感技術》、《高頻電子線路》。
部分高校按以下專業方向培養:嵌入式、汽車電子、通信技術、物聯網技術、電子信息工程、移動通信技術、真空電子技術、船舶電子電氣工程。
電子信息科學與技術專業就業方向
本專業學生畢業后可在電子信息類的相關企業中,從事電子產品的生產、經營與技術管理和開發工作。主要面向電子產品與設備的生產企業和經營單位,從事各種電子產品與設備的裝配、調試、檢測、應用及維修技術工作,還可以到一些企事業單位一些機電設備、通信設備及計算機控制等設備的安全運行及維護管理工作。
從事行業:
畢業后主要在電子技術、新能源、計算機軟件等行業工作,大致如下:
1 電子技術/半導體/集成電路;
2 新能源;
3 計算機軟件;
4 互聯網/電子商務;
5 儀器儀表/工業自動化。
從事崗位:
畢業后主要從事電子工程師、專利人、光學工程師等工作,大致如下:
1 電子工程師;
2 專利人;
3 光學工程師;
4 測試工程師;
【關鍵詞】風能利用 本科教育 風電教育
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)01-0010-01
一、前言
風能是目前世界上關注度最高的可再生能源之一。因為現今除水電之外,風電是開發技術最成熟、開發成本最小,也是未來最具有大規模開放價值的可再生能源。隨著化石能源的國際價格不斷上漲,風電成本已經與核電相當,遠低于太陽能、生物質能及其他可再生能源的發電成本。近年來,隨著設備制造水平的提高,風電設備的建設成本大幅度的降低,所以全世界主要經濟體不約而同地將風電發展列入國家能源優先發展戰略之一。目前,各國都投入精力致力于風能利用的產業。
一項產業能夠順利地發展,需要有相應的技術理論以及專業的人才隊伍支持。各國政府為了發展風能產業,在政策上給予傾向,資金上給予支持,相關科學技術研究和人才培養也非常重視。我國是全世界風電發展速度最快國家之一,截止2009年底中國風電裝機總容量已經是全世界第二的國家。風電建設的規模不斷擴大,風力發電市場管理逐步規范;風電設備的自主制造能力不斷加強;風電相關法律政策環境不斷改善,越來越多的科研單位也把目光投入到風能利用特別是風力發電相關技術的科研攻關上。2006年實施《中華人民共和國可再生能源法》第三章第十二條明確規定:國務院教育行政部門應當將可再生能源知識和技術納入普通教育、職業教育課程。在高校內設置獨立的新能源(特別是風能)利用的相關專業,為新能源事業培養高素質的儲備人才亦是迫在眉睫。
那么,如何建立針對風能利用產業的需要的專業呢?該專業的學生又應該如何培養?下面,筆者將對這些問題提出一些看法。
二、現有風能利用專業的教學現狀
筆者作為高校教師,在高校教授風力發電機組電氣與控制這門課程,該課程教授的學生是本校機電學院的熱能與動力專業風能方向的大四學生。熱能與動力專業的學生作為機電學院的學生,機械設計制造方面的專業知識準備充足,但是電氣工程方面的知識欠缺,尤其是當涉及到電機學、電力電子技術以及電力系統運行的課程內容的時候這種欠缺非常明顯。另外,電氣工程及其自動化專業的學生在本科階段學習風力發電相關課程,或是繼續深造進行風力發電相關研究時,對機械設計制造方面知識的欠缺也成為學習研究時的掣肘。
風能的利用,特別是風力發電是個復雜的、綜合性十分強的產業。從風力發電設備發出電能,到將電能傳輸上電網,整個過程涉及到多個領域、多門專業的知識和理論。
三、培養計劃的制定
首先,應確定好專業的培養目標。風能利用相關專業應該培養基礎扎實,知識面寬,具有較強的實踐能力和良好的發展潛力的高級專門人才。學生畢業后能夠從事風電場的規劃、設計、施工、運行與維護,風力發電機組設計與制造,風能資源測量與評估,風電機組的并網運行,風電機組調用,風力發電新技術開發等相關的技術與管理工作,對并能從事其它相關領域的專門技術工作。
四、基礎專業課程的設置
作為修讀風能利用專業的學生,要對風力發電設備、及其相關輔助設備、電力系統自動化、繼電保護、電器學、電機學等方面的知識有一定掌握,所以在課程設置上應兼具機械設計制造專業和電氣工程及其自動化專業的特點,不僅做到涉及面廣,針對不同的研究方向又能夠有極好的專業偏重性。所以,學生應主要學習流體、機械、電氣等學科的基礎理論,學習風資源測量與評估、空氣動力學、機械設計與制造、自動控制的理論和技術,電工電子、信息控制及計算機技術,電力系統(暫態、穩態)分析與電力系統繼電保護、發電廠電氣主系統,高電壓技術,使學生具有進行風電機組及風電場的設計、制造、運行、試驗研究、項目投資與管理的基本能力,一定的創新能力,較強的實踐能力和良好的發展潛力。所以,基礎專業課的設置方面,要全面地涵蓋到機械設計制造以及電氣工程相關的基礎內容,應包括以下課程:理論力學,材料力學,風力機空氣動力學,金屬工藝學,機械設計基礎,機械制造技術基礎,電路原理,模擬/數字電子技術,電機學,電力電子技術基礎,自動控制理論,電力系統分析,電力系統繼電保護原理,等等。
五、專業方向的設置
作為風能利用專業的學生,除了要全面地掌握了解機械設計制造和電氣工程的專業知識,在進入高年級之后還要有側重點地研究方向的選擇。筆者認為,研究方向大致可分為以下三個方面:
1.圍繞風力發電設備制造
主要研究方向是相關風力發電機組及其控制系統的,包括主體的風力機、發電機、偏航系統、制動系統、液壓系統等部分的設計和制造。目前風力發電市場上應用最廣泛的風電機組是雙饋異步風力發電機組,而應用前景最好的應是直驅永磁同步風力發電機組。選擇這個研究方向的學生在基礎的機械設計制造和電氣理論的基礎知識上,應對特種電機及其控制技術,直流/交流速控制系統,風電機組的控制優化等方面有所掌握。
2.風電機組功率預測與并網技術
風力發電和傳統發電方式相比,因為風速的不確定是風電場的出力預測也具有不確定性。隨著風電場的建設容量越來越大,風電場功率輸出的不確定對于電力系統的影響日益明顯,不能夠忽視。這一方向主要在于學習研究建立風電機組功率預測系統以及革新風電機組的并網技術,應對風電機組的控制技術、電力系統自動化運行、電力系統調度以及EMS等相關課程進行學習并掌握。
3.風電場運行管理
針對風電的并網技術以及網上運行時安全調度的問題都是目前風電產業領域需要研究的重點。目前來說,風電行業發展的“瓶頸”在于風電的市場消納問題。這一方向主要解決風電工程與電網工程建設進度不一致的實際的現狀以及風電相較傳統發電模式市場競爭力較弱的現狀,就應對電力市場調度、風電與火電聯合運行、風電與水電聯合運行等課題進行學習研究。
六、總結
相較于高職類風力專業的培養,風能利用本科專業應該著眼于培養高起點、高層次的風 力發電相關人才,不是培養一般的技術員。經過四年的教育,畢業生要具有進行風力發電機組和風電場的設計、制造、運行、試驗研究以及項目投資與管理的基本能力,成為有一定創新能力、較強實踐能力和良好發展潛力的高級專門人才。
參考文獻:
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關鍵詞:汽車電子;電力電子;教學改革
作者簡介:吳曉剛(1981-),男,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,副教授;周美蘭(1962-),女,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150080)
基金項目:本文系黑龍江省高等教育教學改革項目(項目編號:JG2201201107)、哈爾濱理工大學高等教育研究重點項目(項目編號:A201200004)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0098-02
隨著汽車產業的發展,電子技術在汽車上的應用已成為汽車設計研究部門考慮汽車結構革新的重要原因。在國外,平均每輛汽車上的電子裝置在整車成本中占20%~25%,一些豪華轎車上裝有40多個微處理器,有的汽車電子產品甚至占整車成本的50%以上。許多汽車制造商都認為,增加汽車電子裝備的數量,促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。[1]
在對汽車電子技術的教學研究中,文獻[2]提出優化“汽車電子與控制”配置課程的內容、改革結構體系、改革教學方法和手段、加強實驗建設和課程設計環節等改革思路。文獻[3]分析了“汽車電子控制技術”課程在理論教學和實踐教學方面的問題,提出了靈活多樣的理論教學改革方案和采用項目教學法等加強實踐環節教學的建議。文獻[4]介紹了汽車電子控制技術課程精品實驗項目的設計思想、主要環節及具體實踐。文獻[5]將虛擬儀器LabVIEW軟件應用于汽車電子技術綜合性和設計性虛擬實驗中,并進行了實驗教學的實踐。文獻[6]開發了汽車電子控制系統實驗教學所需要的嵌入式系統,完成了實驗箱硬件及教學實驗所需的支撐軟件,并在此基礎上開展了教學實踐。文獻[7]介紹了在電子信息工程專業開設汽車電子系列特色課程的研究。
在汽車電子中,涉及到電力電子技術的內容通常稱為汽車電力電子技術,并且成為了電力電子技術的重要分支。哈爾濱理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業下的電力電子方向,在汽車電子研究上已有了十幾年的基礎。在依托汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程研究中心和黑龍江汽車電子技術研究中心科研基地的基礎上,形成了以新能源汽車動力系統控制和汽車電子驅動控制為特色的研究方向,并培養了大量的碩士研究生和博士。因此,為了在本科教學中體現我校電氣工程及其自動化專業的辦學特色,結合在汽車電子方向上的研究成果,在2010年制定的電氣工程及其自動化專業電力電子方向本科生培養方案中,特別增設了“汽車電子技術”專業方向選修課。本文以“汽車電子技術”課程作為研究和實踐對象,通過課程結構優化設置和考核方式改革,結合現場教學和研究性教學的教學方法,實現具有特色的專業選修課教學。
一、“汽車電子技術”課程結構
“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。
在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。
第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。
第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。
第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。
第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。
以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。
在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。
課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。[8]“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。
二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革
對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。
在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。
三、“汽車電子技術”課程考核方式
為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。
目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。
專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。
四、結論
根據“汽車電子技術”理論與實際緊密結合的特點,結合所開設課程在電氣工程及其自動化專業的實際情況,提出了教學中課程內容優化配置,現場教學結合研究性教學的授課方法;考核上提出了平時、作業、實驗、課程設計與科技論文撰寫相結合的方式。通過這些教學改革,提高學生學習的積極性和主動性,真正能夠在有限的學時內獲得最實用的知識,增強學生的實踐能力。
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關鍵詞:建筑電氣;規劃設計;安全問題;節能問題;發展創新;資源利用
Abstract: Safety and energy efficiency in the building electrical design considerations related to the economic interests of the entire construction project, safety issues in the design to ensure construction safety in the construction process, to predict and ruled out the existence possible security risks, it has important significance for improving construction safety in the construction of electrical design.Key words: Electrical Building; planning and design; security issues; energy conservation issues; the development of innovation; resource utilization
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)02-
伴隨著改革開放的不斷深化,我國經濟條件、現代化建設高速進步,建筑電氣行業的發展已經達到了一個相當的高度,對建筑電氣設計中的安全及節能問題的重要性已經不言而喻。在當今社會對于建筑電氣設計中的安全以及節能的認識已經上升到了國家戰略的高度。比如在節能方面,這是我們國家在新世紀的發展規劃,在建筑電氣設計中節能問題中要按照循環經濟理念,加快生態化改造,推進生態建設,推進行業間廢物循環,推進企業清潔生產,從源頭減少廢物的產生,實現由末端治理向污染預防和生產全過程控制轉變,控制和減少污染物排放,提高資源利用效率。
一.對建筑電氣設計中的安全問題的探討分析
在二十一世紀的今天,建筑電氣設計中是競爭相當激烈的經濟行業,在社會主義市場經濟的條件下,建筑電氣設計的發展將會存在高投資、高耗時、高周期、高贏利、高風險的特點,對此設計者更加要對建筑電氣中的安全以及技能問題進行高度重視,建筑電氣設計中的安全及節能的科學化控制,其目的是提高建筑管理水平和整體的經濟效益,所以,在新的社會主義市場經濟條件下,建筑電氣設計中的安全及節能的控制的應用將不斷地發展創新、與時俱進。
建筑電氣設計安全涉及到工程建設的方方面面,建筑電氣安全設計的控制要在建筑開發中它實現數據處理的自動化,這不僅是建筑電氣設計安全發展的需要,而且是經濟和科技對建筑電氣設計安全工作提出的新要求。建筑電氣設計安全與建筑電氣規劃緊密相關,是建筑規劃的有機組成部分,為了確定建筑電氣安全發展方向,必須合理地制定建筑電氣設計安全的控制規劃。
第一,建筑電氣設計中工程安裝過程的安全分析
在建筑電氣設計的工程安裝過程中要,加強安全生產建設。從建設工人和科技人員一進入施工場場,就督促其建立各項安全生產工作制度,以實現安全生產監督管理工作的科學化、規范化,在電氣的管線、導管、線路以及鋪設地基等等,都要努力保障安全第一,質量為上的觀念。
在整個的建筑施工過程中,要把周圍建筑物的安全因素充分考慮在內,建立完善的施工安全管理體系,充分考慮到周圍已有建筑物的安全,要認識到安全管理體系是項目管理中的一個整體系統,以逐步提高、持續改進的思想指導安全施工,實現安全管理的既定目標,重點是進行不安全狀態的控制,落實安全管理決策與目標,以消除一切事故,避免事故傷害,減少事故損失為管理目的。
并盡力幫助建筑設計完善其安全生產監督管理制度,在對電氣管道的鋪設、安裝、放置、固定等各個方面要全面化考慮,不要留下安全隱患的漏洞,像在關鍵部位要進行安全考核工作,要正確地使用防護用品的安全標志,凡屬重大施工項目,施工措施和安全措施必須報工程師審批后方可實施,在建筑電氣的安裝中全面考慮安全方面。
第二,建筑電氣設計中要建立規范化安全準則,創新建設思想觀念
“安全建設,生命至上”,這是在建筑電氣建設中首要的準則,建設管理部門要牢牢樹立安全建設的意識。要改變過去以“建設速度為中心”的不良觀念,如果片面地降調建設的速度,一味地追求進度,那么帶來的安全隱患必將是災難性的。在整個的建設過程中要時刻保持安全思想,發動全員開展自檢,自檢與制度檢查結合,形成自檢自改,在不斷地自我檢查中發現新的技術和安全問題,要及時采用補救措施,將建設的危險性降低到最小。
要建立完善的安全準則體系,建筑電氣設計本身就是一種較為嚴謹的技術,它的建筑工程提供電力以及燃氣等資源,既然是電力和燃氣其中就必然具有一定的危險性,所以,建立規范化的準則體系則是重要的環節。建筑電氣設計中安全準則的建立要在平常的建設實踐中不斷規范完善,要在施工的現場加強教育管理,增強安全教育效果。
比如,任何人在進入建設現場的時候必須要佩戴安全帽,在電氣管線的地下挖掘機下不得站人,要對建筑施工人員進行宣傳教育,安全的教育內容要全面,重點突出,系統性強,抓住關鍵反復教育,反復實踐養成自覺采用安全的操作方法的習慣,使每個受教育的人,了解自己的學習成果。
鼓勵建筑施工人員要牢固樹立堅持安全操作方法的信心,養成安全操作的良好習慣。然后是管理制度和安全教育與訓練,這是制度建設和管理建設的部分,這些安全制度的建設是建筑電氣設計中安全施工的理論指導。總之,說到底,這些制度的建設的根本核心是以人為本、安全第一。
二.對建筑電氣設計中的節能問題的探討和分析
建筑電氣設計其本身就是一種高耗能行業,它的建設周期比較長,建設規模一般較大,這些限制性因素在客觀條件上就加劇了建筑電氣的資源消耗量,建筑資源的消耗直接關系到建筑的整體成本,這樣就必將刺激建筑電氣設計者進行科學化的節能問題的探討。對于節能的問題,這是一個關系到我國社會經濟發展的重大問題,節能問題已經上升到了國家發展規劃的戰略高度,在我國每屆的“兩會”中節能問題就是重要的政府提案。
全國政協委員、中電國際董事長李小琳提案表示:節能降耗,這是一項重要社會責任。一直以來建筑電氣企業既是耗能大戶,節能降耗工作將面臨巨大挑戰,節能降耗與工業經濟增長的矛盾更加突出,如何念好節能經?全國政協委員、中電國際董事長李小琳指出,要繼續深化改革促進新能源的可持續發展,要做光明的使者為下一代留下碧水藍天,要大力倡導、推進節能降耗,促進經濟社會可持續發展。
完善節能管理機制,提高資源利用率,實現建筑電氣設計管理節能
結合實際,建筑電氣設計中要將節能的實施計劃放置到實際的工程建設中,要不斷提到節能技術,像在建筑電氣在對高層供暖管道的安裝中,可以充分利用太陽能來進行發展新型節能技術。要進一步完善節能配套法規、規章和標準體系,建立健全節能減排目標責任制、評價考核制度和問責制,實施節能目標化。
對建設規劃中的工作目標,建立規范化的電子節能檔案,要制定合理的節能工作獎懲力度,鼓勵節能節約建設,嚴懲浪費,強化并落實上大壓小和新能源優惠政策,實施稅制優惠、低息貸款等制度,鼓勵企業節能積極性。要從建筑電氣的各個不同的部門進行節能目標分工合作,建筑電氣的管理者要充分理解節能的經濟效益,需從各個不同的經濟事務角度,或者利益格局出發,要整合資源,可以從根本上杜絕建筑電氣資源的不合理利用。
這樣,節約下來的資源就可以另作他用,它可以促進建筑電氣企業的業務成長,改變建筑電氣企業的業務種類,改善建筑電氣企業的業務技術和系統服務,同時可以整合建筑電氣金融企業的資源配置以及資源使用的不足之處,有效地提高建筑電氣企業的業務效率額以及進建筑電氣企業的整體經濟效益。
同時,要努力加大節能監管力度,構建監督網絡,嚴格落實節能評估和審查,新項目上馬,必須考慮該項目對當地能源消費增量的影響,將節能效果作為對企業考核的重要內容。各級政府相關的管理部門,要加強對地方節能法律法規執行力度的監督檢查,組織開展全國性節能巡視,進一步壓縮高耗能行業產能規模,促進產業結構的轉型升級。
在建筑電氣的工程進程中,進一步加強節能宣傳教育,實現理念節能
建筑電氣工程往往是大型的施工工程,在整體的建設工程中參與的施工人員比較眾多,所以,要在廣泛的施工群體中努力加強節能教育宣傳,要普通的勞動者也可以接受節能的理念,從真正的意義上現實理念節能。這需要建筑工程管理者、各級政府部門以及整個社會的共同努力,要大力宣傳實現節能、低碳發展、低碳生活不僅僅是建筑電氣工業更是全社會實現可持續發展的必然選擇,共同保護地球家園,為子孫后代留下碧水藍天,是每個企業也是每個公民應盡的責任。
當然,在建筑的工程現場中建筑電氣企業就是主要的宣傳組織者,建筑電氣企業要在平常的工作中完成教育宣傳,將宣傳教育節能與自己的工作相結合,比如建筑電氣也可以向廣大勞動者宣傳,節能的具體做法,從節約每一米建筑管道,每一顆建筑用釘,節約每一升汽油等等,還要對節約表現良好的勞動者進行物質獎勵,以實際的經濟利益帶動節約理念深入人心。
除此之外,政府部門要大力宣傳節約教育,促進全社會節能降耗,積極倡導節能型生產方式、消費方式和生活習慣,量入為出,反對奢侈浪費,樹立節約為美的生產生活理念和道德觀念,建設節約文化。推進節能法制化管理。逐步引入市場機制,建立健全排污交易市場等柔性方式,讓節能的觀念深入人心,為共同建設資源節約型、環境友好型社會做出貢獻。
在建筑電氣工程中要不斷提高科技創新能力,實現技術節能
“科學技術是第一生產力”,要堅持開發與節約并重、節能與發展并舉的原則,加強節能減排和新能源技術研發與推廣,提高科技進步,推動傳統產業的技術升級。建筑電氣是一項需要科技支持的產業,在當今科技日新月異的發展趨勢下,要明確加大科技節能的投入,提高投資比率,支撐行業節能減排與產業技術升級,促進節能技術產業化。
要不斷引進新的技術成果,帶動技術升級,積極開展清潔能源開發與科技創新技術結合,提高新能源產業科技化水平,著力解決新能源產業發展瓶頸問題。加速科技創新成果運用,加強節能指引,規范并促進節能服務產業健康發展。像新型太陽能的使用、現代化的信息技術、建筑電氣的現澆鋼筋混凝土施工技術等等,這些新技術的引進和使用必將帶動整個建筑電氣產業的革新升級。在建筑電氣的工程中要堅持以實現綠色增長為目標,延伸節能指標設置范圍,將節能工作貫穿于經濟系統前、中、末端的全領域、全方位和全過程。
三.結語:
建筑電氣設計中的安全和節能問題是整個工程施工的核心部分,對于建筑電氣設計中的安全及節能問題的考慮是關系到整個建筑項目的經濟利益。設計方案中的安全問題是保證建設過程中的施工安全,對存在以及可能出現的安全隱患進行預測和排除,這樣對于提高建設電氣設計中的安全施工具有重要意義。在二十一世紀的今天,建筑電氣設計中是競爭相當激烈的經濟行業,對此設計者更加要對建筑電氣中的安全以及技能問題進行高度重視,建筑電氣設計中的安全及節能的科學化控制,其目的是提高建筑管理水平和整體的經濟效益,所以,在新的社會主義市場經濟條件下,建筑電氣設計中的安全及節能的控制的應用將不斷地發展創新、與時俱進。
參考資料:
[1] 高瑞潔.建筑電氣設計中施工的應用[J].中國鄉鎮企業會計.2010 (06).
[2] 王玉薇.現代化建筑電氣設計節能創新的思考[J].中國經濟.2009 (11).
關鍵詞 產學研結合 高校 電氣專業
中圖分類號:G647.38 文獻標識碼:A
On Industry-School- Research Combination Mode of
College Electrical Engineering Professional
LI Jie
(College of Automation Engineering, Nanjing University of
Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Jiangsu 210016)
Abstract This article studies on college Industry-School-Research mode and applied talents training, take College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics as an example, analyzes the importance of using research cooperation in personnel training in the school system, so as to explore the combination meet the social needs of ways.
Key words industry-school-research combination; college; electrical professional
產學研即產業、學校、科研機構等相互配合,發揮各自優勢,形成強大的研究、開發、生產一體化的先進系統并在運行過程中體現出綜合優勢。產學研合作是指企業、科研院所和高等學校之間的合作,通常指以企業為技術需求方,與以科研院所或高等學校為技術供給方之間的合作,其實質是促進技術創新所需各種生產要素的有效組合。隨著技術發展和創新形態演變,政府在創新平臺搭建中的作用,用戶在創新進程中的特殊地位進一步凸顯,知識社會環境下的創新2.0形態正推動科技創新從“產學研”向“政產學研用”,再向“政用產學研”協同發展的轉變。①高校既是創新人才的集聚地,也是科技創新成果的發源地。如何以高水平的創新成果和高素質的創新人才服務經濟社會的發展?最重要的是堅持科學發展,促進產學研合作。高校的產學研合作可以有兩種,一種是國家經濟層面,為科技創新服務,促進科研成果,促進經濟社會發展;另一種是為教育服務,通過產學研與學術的培養、教師的科研相結合,將學生培養成才。
1 南京航空航天大學電氣工程專業產學研結合現狀
南京航空航天大學電氣工程專業為國家級特色本科專業、國防特色重點專業、江蘇省品牌特色專業、江蘇省“十二五”重點專業以電氣工程領域為對象,注重計算機科學、控制理論和信息科學在電氣工程各領域中的應用,具有廣闊的發展前景,相關研究領域在國內具有重要影響力。該專業設有電力電子與電力傳動、電機與電器、電力系統及其自動化三個方向。培養具有電氣工程領域較寬廣的專業基礎知識和工程技術基礎,具有較好的電氣分析、電氣設計、電氣系統設計、電氣系統運行、科學研究、技術開發和管理工作能力的適應國民經濟建設特別是航空航天、國防工業和新能源產業發展的高素質的電氣領域的高級工程技術人才。
作為南京航空航天大學這樣一所重點大學,重點是培養研究型人才,進行知識創新活動,最終目標是為社會服務,高校通過產學研合作,不僅能夠解決學校教育與社會脫節問題,縮小學校和社會對人才培養與需求之間的差距,增強學生在社會的競爭力,而且也能夠促進科技發展。近年來,南京航空航天大學開展了較多廣泛且有效的產學研合作與實踐,尤其在電類領域的合作,效果較為顯著。通過合作,實現了將技術攻關、成果轉化、平臺共建、人才培養、干部交流等全方位的合作,實現了互利共贏,助推了經濟發展。以南京航空航天大學與無錫市開展風電領域政產學研合作為例,自合作以來,無錫市委書記楊衛澤率領無錫市黨政代表團先后兩次訪問學校,并就政產學研合作事宜與學校的領導深入交流。而且,學校黨委書記崔銳捷、校長朱荻等校領導也多次帶領學校相關部門負責同志及部分專家走訪無錫市惠山區,實地考察區域經濟發展,探索合作模式,推動政產學研合作。②
2 電氣專業產學研結合的思考及具體做法
電氣專業是電氣信息領域的一門學科,由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關,成為高新技術產業的重要組成部分,觸角伸向各行各業,小到一個開關的設計,大到宇航飛機的研究,都有它的身影。這個專業的學生能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗技術、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的工作,是“寬口徑”、“復合型”高級工程技術人才。該領域對高水平人才的需求很大,正是由于社會大量的需求,不言而喻,電氣專業培養學生的素質與質量,對該個專業領域,乃至我國國民經濟領域的發展影響也是極其重要的。那么,培養出來的學生是否被社會所接納,被企事業單位所需求,需要我們高校在培養學生時要制定合理的培養目標、培養模式,因此,產學研的結合,為高校的學生培養、學科發展提供了良好的契機。
2.1 產和研的結合
企業有較好的生產能力,但科技含量低,科學研究創新不夠,如果要想在激烈的市場競爭中脫穎而出,甚至立于不敗之地,需要把高校的知識資源和科技研究成果可以很好地轉化,技術上進行創新。而作為高校,是服務發展的主體,是科學知識的生產者和提供者,對科學知識的傳播、整合和流通起著重要的推動作用。高校在搞科研的目的也是為生產服務、為社會服務。產學研結合就是充分利用學校與企業、科研單位等多種不同教學環境和教學資源以及在人才培養方面的各自優勢,建立良好的互動,把以課堂傳授知識為主的學校教育模式與直接獲取工程經驗、實踐能力為主的生產、科研實踐有機結合,才能適時調整學生的培養模式,使學生獲得良好的實習機會和實習場所,讓高校培養出來的學生更容易走上社會,被企業所需求。電氣工程專業就是一個實踐性很強的專業,能夠解決電氣工程技術分析與控制等實際生產問題。
但是,在產學研合作中,高校在科研管理機制上存在一些問題,主要表現在:(1)科技成果轉移渠道不暢。很多企業拿著大量資金尋找科技創新成果,而高校的科研成果又轉移不出去,導致了高校、企業、科研院所等各方科技資源分散,浪費精力、物力和人力。(2)科研人員考核制度不利于成果轉化。當前,高校普遍采用職稱和職務等級發放科研津貼的,而職稱職務的獲得,主要是看權威性期刊的數量、申請的項目獲得的獎勵,專利情況等,對于科技成果能否實現產業化問題很少重視,致使高校老師很多科技項目申請后,過多地偏重于技術與理論,與社會需求脫節,大部分科研成果很多是只申請了專利,或者發表了論文的水平上,實際應用產出的效果不高。另一方面,當前部分教授評職稱前,發論文,申報項目,有較多的研究成果,但職稱評定后,科研動力不足,研究成果停滯不前,更多的是享受這個教授待遇,從而導致研究資源流失。(3)科技成果推廣機制不完善,重視不夠。高校由于學科建設發展需求、整體實力提升等眾多因素影響,學校科技部和老師的關注點在于國家或省部級重大項目的申報上面,比如國家自然科學基金、國家級973、863等重大項目課題、各項科研成果獎勵申報,而對真正獲得的科技成果,如何將其轉化投入不夠,重視不足。
因此,在高度重視產學研合作的同時,更應該要結合學科、科研特色和優勢,充分發揮科研管理制度對科技創新的激勵、支持和引導作用,要進一步搭建平臺,發揮政府的作用,與政府、企業、科研院所及高校,產業四力強強聯合,不斷推動產學研協同創新的形成和發展,為科學技術的研究和創新做出貢獻。
2.2 學和研的結合
隨著電子、計算機、通信和信息等技術在電力行業的廣泛應用和發展,給電氣專業的學生帶來了很好的發展機遇,這就需要高校培養出的電氣專業學生,需要具備一定的科研能力,能夠獨立承擔相應研究方向的科研課題。首先,讓學生參與到老師的科研當中。從我校電氣專業學生培養來看,學生實行“導師制”,對于優秀的學生,從大學開始就跟隨導師做相應的課程設計,等到了研究生階段,不僅能夠很早,而且將課題研究有延續性,能更好地做出科研成果,培養科研能力。第二,讓學生參與到各種科技創新比賽,老師進行指導,培養了學生的獨立科研能力和科技創新能力。
產學研合作教育是培養具有創新精神和實踐能力的高素質學生的重要途徑。近年來,我校電氣工程專業畢業設計課題,以及研究生課題,有80%的題目與產學研基地的實際和教師科研課題緊密結合,有部分學生直接參加教師承擔的課題。通過多種渠道,不僅可以使學生更深入接觸工程實際,增強實際工程意識,提高綜合實踐能力,在完成自己學業任務的同時,培養了科研創新能力和實踐能力,
2.3 產和學的結合
人才培養是高校教育的發展之路。經濟社會的發展對人才的需求是多種多樣的,精英教育、大眾化教育是高等教育的兩個方向。精英教育培養拔尖人才,大眾化高等教育培養各級各類專門人才,各具功能,不可替代。學校應根據不同的社會需求進行科學、準確的定位,確立自己的發展方向,形成有特色的人才培養模式、培養目標、培養方法和質量標準。③
電氣專業的學生培養,需要保持和加強原有專業特色和優勢,培養學生較強的工程實踐能力,提高學生的就業競爭力。在實際操作中,學校應因材施教,引入各類培養機制,如結合產學研的合作平臺,一是和企業聯系,為學生提供相應的實習基地;另一種則是根據企業的需求,企業的科研方向,制定我們培養學生的目標、模式及課程體系。如開設專門的“卓越工程師”班,單獨組織學生完成一門企業課程授課,一次企業參觀實習,一次“工程技術講座”。除此之外,每年暑假,我校的電氣專業與陜西航空電氣有限公司、陜西西航動力股份有限公司、河南許繼集團、南京機電液壓工程研究中心等多個校外產學研合作教育基地開展合作,這些企業每年為電氣專業學生提供實習條件,提供合作科研項目。
3 總結
電氣工程專業行業屬于高精尖端行業領域,尖端人才的培養十分重要,它的社會需求較廣,而培養這樣的優秀人才,就需要高校制定適合社會需求的人才培養模式,通過產學研合作的模式,讓學生、教師有良性發展,才能促進電氣學科的發展,而外部則需要社會與企業的需求,產學研的結合便是達到這一目標的良好途徑。
基金項目:南京航空航天大學基本科研業務費青年科技創新基金-高校科研管理中產學研協同創新機制研究(資助編號:NR2013029;項目負責人:李潔)成果之一
注釋
① 宋剛.錢學森開放復雜巨系統理論視角下的科技創新體系――以城市管理科技創新體系構建為例[J].科學管理研究,2009.27(6):1-6.