儀器儀表工程

儀器儀表工程

儀器儀表工程是提供檢測、計量、監測和控制裝置、設備與技術的綜合性工程領域,為人類社會提供了重要的物質技術保障的一門學科。儀器儀表是人類獲取信息、認識自然、改造自然的重要工具。廣泛涉及到國民經濟、科學研究和與人們日常生產相關的各個方面。隨著雷射技術、電子學技術、自動化技術精密機械技術、計算機及軟體技術的飛速發展,以及新材料、新工藝的不斷出現,不僅充實和豐富了儀器儀表工程學科領域的基礎,而且拓寬和發展了本學科的研究領域,使得儀器儀表向精密化、自動化、智慧型化、集成化、微型化和多功能方向發展。

基本介紹

  • 中文名:儀器儀表工程
  • 代碼:430104
  • 機構:工程碩士專業學位教育指導委員會
  • 時間:2010年5月
學位標準,覆蓋範圍,知識結構,能力要求,學位論文,學位授予,發展方向,

學位標準

(試行)
領域名稱:儀器儀表工程
領域代碼:430104
全國工程碩士專業學位教育指導委員會
2010年5月
前言
本標準由全國工程碩士專業學位教育指導委員會儀器儀表工程領域教育協作組領域學位標準研究課題組起草。
本標準由全國工程碩士專業學位教育指導委員會秘書處歸口
本標準由全國工程碩士專業學位教育指導委員會解釋。
圖書目錄
1 前言. 1
2 儀器儀表工程領域覆蓋範圍. 1
2.1儀器儀表工程領域定義. 1
2.2儀器儀表工程領域特徵. 1
3 儀器儀表工程領域學習基礎. 1
3.1理學學科基礎:數學、物理、化學、生物等. 1
3.2工學學科基礎. 1
3.3 人文學科基礎:哲學、經濟學、法學、漢語、外國語、管理學等. 2
4 儀器儀表工程領域培養目標. 2
5 儀器儀表工程領域知識結構. 2
5.1基礎知識. 2
5.2專門知識,. 2
5.3人文知識. 2
5.4工具性知識. 2
6 儀器儀表工程領域能力要求. 3
6.1獲取知識能力. 3
6.2套用知識能力. 3
6.3工程實踐能力. 3
6.5組織協調能力. 3
7.儀器儀表工程領域素質要求. 3
8 儀器儀表工程領域學位論文. 3
8.1選題要求. 3
8.2形式要求. 4
8.3內容要求. 4
8.4 質量要求. 5
9 學位授予. 5
附錄一 儀器儀表工程領域全日制工程碩士培養要點. 7
1培養特點. 7
2培養方式. 7
3課程體系與核心課程. 7
4儀器儀表工程領域全日制工程碩士培養的工程實踐. 8
5論文工作. 8
6學位申請與授予. 11
附錄二 儀器儀表工程領域非全日制工程碩士培養要點. 12
1培養特色. 12
2培養年限及方式. 12
3課程體系與核心課程. 12
4導師職責. 13
5論文工作. 14
6學位申請與授予. 17
附錄三儀器儀表工程領域發展方向. 17
1儀器儀表工程領域的地位. 17
2 儀器儀表工程領域發展特點. 19
3 儀器儀表工程領域科技和產業的發展趨勢. 21
儀器儀表工程領域工程碩士專業學位標準
前言
儀器儀表工程碩士專業學位是與本工程領域任職資格相聯繫的專業性學位。
為明確儀器儀表工程領域工程碩士的培養要求,保證培養質量,促進儀器儀表工程領域工程碩士教育的發展,特依據《中華人民共和國學位條例》,制定本標準。
本標準對儀器儀表工程領域工程碩士培養工作具有共性的專業學位標準提出了基本要求,是儀器儀表工程領域工程碩士培養的指導性檔案。
各培養單位應參照本標準,並根據各自特點和企業需求,制定出更為詳盡、更具特色的培養方案和實施辦法。

覆蓋範圍

定義
儀器儀表工程是一個知識密集、技術密集、口徑寬、覆蓋面廣,以信息獲取為目標的工程領域。 
特徵
儀器儀表專業的學科特徵:儀器科學與技術是以精密機械、電子技術、光電技術、計算機技術為主,並與精密儀器及機械測試計量技術及儀器、光電工程、電子科學與技術、計算機科學與技術、控制科學與工程等學科相互交叉和相互滲透的綜合學科。它包括兩個二級學科,即精密儀器及機械和測試計量技術及儀器。
儀器儀表領域的技術特徵:儀器儀表工程領域涉及:產品研製、工藝開發、裝備設計、技術改造、質量控制、計量測試、企業管理、新裝置建設、項目規劃、引進裝置消化吸收、工程可行性研究等。隨著儀器儀表領域的技術發展,新型感測器及信息獲取、過程測控系統、裝備及集成技術、微系統測量控制儀器儀表及製造技術、新型計量測試儀器及計量基準研究等逐漸成為本領域的重要技術發展趨勢。
儀器儀表領域的行業特徵:儀器儀表工程領域的行業覆蓋範圍包括:科學儀器、分析儀器、光學儀器、試驗機、實驗室儀器、工業自動化儀表、信息技術電測儀器、通用和專用自動測試系統、醫療儀器等行業。
學習基礎
3.1理學學科基礎:數學、物理、化學、生物等
3.2工學學科基礎
測控技術與儀器光學工程控制科學與工程、電子信息工程、計量技術、計算機科學與技術、電子科學與技術通信工程、機電工程、材料科學與工程等。3.3 人文學科基礎:哲學、經濟學、法學、漢語、外國語、管理學等 與儀器儀表工程領域工程碩士相對應的本科專業有:測控技術與儀器。攻讀儀器儀表工程領域工程碩士專業學位的學生應該學習過上述大學本科的基礎與專業課程,掌握基礎與專業課程的重要內容。
培養目標
儀器儀表工程領域培養基礎紮實、素質全面、工程實踐能力強並具有一定創新能力的套用型、複合型高層次工程技術和工程管理人才。
在思想方面,應擁護黨的基本路線和方針政策,熱愛祖國,遵紀守法,具有良好的職業道德和敬業精神,具有科學嚴謹和求真務實的學習態度和工作作風。
在業務方面,應掌握儀器儀表工程領域的基礎理論、先進技術方法和現代技術手段,具有解決儀器儀表工程領域工程問題或在領域的某一方向具有獨立從事工程設計、工程實施,工程研究、工程開發、工程管理的能力。了解儀器儀表工程領域的技術現狀與發展趨勢;掌握解決儀器儀表工程領域工程問題必要的實驗、分析、檢測或計算的方法和技術;應掌握一門外國語,能夠順利閱讀本領域的國內外科技資料和文獻。

知識結構

基礎知識
通過高等工程數學、物理、化學、生物工程等課程學習,提高科學思維和邏輯推理的能力,能夠運用數學語言,物理方法描述工程實際問題,建立適當的數學模型,運用必要的計算軟體,進行科學與工程的分析和計算,重點提高實際套用能力。
專門知識
通過學習儀器儀表的工作原理、組成、設計、製造、控制、維護及發展前沿,掌握本領域系統的專門知識。通過實際套用,掌握必要的試驗、分析、測試、計量或計算的方法和技術,掌握各種標準及安全生產的知識。
人文知識
通過學習自然辯證法、科學社會主義理論和管理科學等人文社科知識,培養工程碩士的人文精神、哲學思維和科學方法,用科學發展觀指導工程實踐。
工具性知識
外語:具有較熟練的閱讀理解能力,一定的翻譯寫作能力和基本的聽說交際能力,以適應在本學科研究中查閱國外文獻和進行對外交流的需要。
計算機:在大學本科的基礎上有所提高,能對企業研究、開發和工程設計中的問題建立模型與進行計算。

能力要求

獲取知識能力
儀器儀表工程領域的工程碩士要求具有從書本、課堂、媒體、期刊、報告、計算機網路等一切可能的途徑快速獲取自己所需信息的能力。並善於自學、總結與歸納,從而不斷獲取新的知識。
套用知識能力
通過實際套用,掌握必要的試驗、分析、測試、維護、製造、計量或計算的方法和技術,尤其是掌握對系統或者構成系統的部件、設備、環節等進行設計與運行、分析與集成、研究與開發、管理與決策的能力。具有在各種環境、場合下,主動、正確的表達自己的技術見解和技術建議的能力。具有撰寫科技論文、技術總結、提出專利申請與撰寫申請書的能力。
工程實踐能力
能綜合運用所學知識,具備從研發、生產和管理實踐中發現問題﹑分析問題﹑解決問題的能力,能夠進行項目的設計、組織實施和管理,解決儀器儀表工程領域的工程實際問題。
開拓創新能力
能在企業技術發展中運用創造性思維,進行創新試驗、創新開發和科學研究。
組織協調能力
能組織與領導企業科技開發項目,具備在企業科技開發項目進展過程中分析問題與解決問題的能力及協調聯絡、技術洽談和國際交流的能力。
素質要求
具有社會責任感和歷史使命感,維護國家和人民的根本利益。
具有科學精神,掌握科學的思想和方法,堅持實事求是、勤於學習、善於思考、勇於創新,能用可持續發展的觀點、綜合分析的方法來處理儀器儀表工程領域的生產實踐問題,具有終身學習的專業素質,富有合作精神。
具有事業心,愛崗敬業,誠實守信、遵守職業道德和工程倫理規範,能夠正確處理國家、企業、個人三者之間的關係。
具有良好的身心素質和環境適應能力,善於處理人與人、人與社會及人與自然的關係,能夠正確對待成功與失敗。
具有良好的科學道德,所撰寫的學位論文或學術報告都應該是在儀器儀表工程領域的某一方面進行了富有成果的獨立工作的真實反映,任何捏造數據或剽竊他人成果的行為都是絕對不允許的。

學位論文

選題要求
儀器儀表工程領域工程碩士專業學位論文選題應直接來源於儀器儀表生產實際或具有明確的儀器儀表工程背景,其研究成果要有社會價值和實際套用價值:論文選題要有一定的技術難度,達到碩士層次的知識水平,具有一定的先進性或創新性;論文要有足夠的獨立完成的工作量,具體可在以下幾個方面選取:
l 一個較為完整的工程技術項目或工程管理項目的規劃或研究;
l 儀器儀表工程設計與實施;
l 技術攻關、技術改造、技術推廣與套用;
l 新產品、新設備、新工藝、的研製與開發;
l 引進、消化、吸收和套用國外先進技術項目。
形式要求
儀器儀表工程碩士論文形式鼓勵多樣化,可以是研究論文,也可以是工程設計等其它多種形式。無論採取何種形式,《論文(設計)》必須按《科學技術報告、學位論文和學術論文的編寫格式》(GB/T 7713-1987)、《文後參考文獻著錄規則》(GB/T 7714-2005)和本領域現行的所有國家標準等有關規定撰寫。一般而言,應具備下列基本要素:
(1) 封面:題目﹑作者﹑導師;
(2) 中英文摘要﹑關鍵字;
(3) 獨立完成與誠信聲明;
(4) 選題的依據與意義;
(5) 國內外文獻綜述
(6) 論文主題部分:研究內容﹑方案設計﹑分析計算﹑實驗研究、研究成果等;
(7) 結論;
(8) 參考文獻;
(9) 必要的附錄(包括成果證書﹑設計圖紙﹑程式原始碼﹑發表論文等);
(10) 致謝。
內容要求
研究類學位論文包括:
(1) 文獻綜述。要求反映課題在國內外研究的現狀及動態,引出並論述自己要研究的問題的必要性和可能性。
(2) 理論分析。要求說明採用的分析方法哪些是自己的,哪些是經過自己改進的,對自己所確定的問題要下定論,並從理論上進行闡述或推導。
(3) 實驗。對定論進行實驗,要說明實驗裝置方式、手段、結果等。沒有實驗的,要對實際資料進行分析研究。
(4) 計算。理論計算要與實驗結果或實際資料進行比較。
(5) 成果分析及評價。
(6) 結論。結論是理論分析和實驗結果的邏輯發展.結論必須完整、準確、鮮明。結論不是成果的羅列,而是在理論分析、試驗結果的基礎上,經過分析、推理、判斷、歸納的過程而形成的總觀點。
(7) 展望。
工程設計類和產品(含軟體)開發類學位論文應包括:
(2) 工程設計或產品開發背景;
(3) 設計及開發思路;
(4) 主要設計成果或所開發產品的性能、特點介紹;
(5) 設計或開發中的技術創新內容,主要介紹自己的工作;
(6) 工程效益及產品市場前景;
(7) 結論;
(8) 展望。
質量要求
工程碩士學位論文是工程碩士培養的重要組成部分。學位論文的水平是工程碩士培養質量的集中體現。儀器儀表工程碩士學位論文應對選題所涉及的儀器儀表工程技術問題或研究課題的國內外進展狀況有清晰的描述與分析,技術先進,有一定難度;內容充實,工作量飽滿;綜合運用基礎理論、專業知識、先進技術與科學方法,深入分析或解決了儀器儀表工程技術或工程管理的問題;論文格式規範,條理清楚,表達準確;論文成果具有工程性、先進性、實用性,社會評價好(已在公開刊物上發表、獲獎、獲得專利、通過鑑定、套用於工程實際等)。

學位授予

非全日制儀器儀表工程領域工程碩士研究生,修滿培養方案規定的課程和學分,成績合格,完成學位論文工作,提出學位申請,通過論文答辯,經過學位評定委員會的審定達到培養目標,可被授予儀器儀表工程領域工程碩士專業學位。
全日制儀器儀表工程領域工程碩士研究生,修滿規定學分並通過論文答辯者,經學位授予單位學位評定委員會審核,授予儀器儀表工程領域工程碩士專業學位,同時獲得碩士研究生畢業證書。
工程碩士專業學位證書格式由國務院學位委員會辦公室制定,學位獲得者的學位證書由經國務院學位委員會辦公室同意的儀器儀表工程領域工程碩士專業學位授予單位頒發。
附錄一:儀器儀表工程領域全日制工程碩士培養要點
附錄二:儀器儀表工程領域非全日制工程碩士培養要點
附錄三:儀器儀表工程領域發展方向
附錄一 儀器儀表工程領域全日制工程碩士培養要點工程碩士與工學碩士屬同一層次,但不同規格,培養儀器儀表工程領域工程碩士要
樹立科學質量觀,要突出工程碩士的特色.
為規範和推進全日制工程碩士專業學位研究生教育的開展,現提出儀器儀表工程領域全日制工程碩士專業學位研究生的培養要點,供各培養單位參考。各培養單位在制定全日制工程碩士培養方案時應注意以下兩點:
(1)對同為全日制碩士學位教育,工程碩士專業學位培養方案應區別於“學術型”碩士研究生,突出“套用型”人才培養。
(2)對同為工程碩士專業學位教育,全日制工程碩士培養方案應區別於非全日制工程碩士的培養,應加強全日制工程碩士研究生實踐能力訓練,突出培養研究生面向套用的研究開發能力。
培養特色
(1) 儀器儀表工程碩士是與儀器儀表工程領域任職資格相聯繫的專業學位,側重於面向儀器儀表工程領域培養套用型﹑開發型、複合型人才。
(2) 儀器儀表工程領域全日制工程碩士生源大部分來自測控技術與儀器專業或相近專業的優秀應屆本科生或在職人員。
(3) 採取全日制在校學習的方式,學制一般為2年。
(4) 各培養單位可在統一的學位標準下,根據自己特點和需要,有針對性的開設相應課程。
(5) 學位論文選題直接來源於生產實際或者具有明確的生產背景,強調論文的套用效果和實用價值。
(6) 學位論文(設計)由學校具有工程實踐經驗的碩士生導師與工程單位企業選派的責任心強的具有高級技術職稱的技術人員聯合指導。
培養方式
(1)採用課程學習、實踐教學和學位論文相結合的培養方式。
(2)課程學習和實踐教學實行學分制。鼓勵工程碩士研究生到企業實習,可採取集中實踐和分段實踐相結合的方式,實踐教學原則上不少於1年。
課程體系與核心課程
儀器儀表工程領域工程碩士的課程設定以實際套用為導向,以職業需求為目標,以綜合素養和套用知識與能力的提高為核心。教學內容應強調理論與實踐的有機結合。注重培養學生研究實際問題的意識和能力。
課程體系包括:政治理論課程、基礎英語課程、高等工程數學、計算機套用課程、基礎理論課程、專業技術課程、前沿技術講座、經濟類選修課、管理類選修課、法律類選修課、信息檢索等。總學分不能低於32,其中必修課20學分,選修課12學分。
根據工程單位的特點及需求,各培養單位可以根據有關規定自行設定課程,自設課程必須包括:
(1)馬克思主義理論課,不少於2學分,要求掌握馬克思主義的基本理論;
(2)一門外國語。不少於5學分,要求比較熟練地閱讀本專業的外文資料;
(3)工程數學類課程,不少於3學分;
(4)基礎理論課和專業課,一般為三至四門,不少於6學分,要求掌握堅實的基礎理論和系統的專門知識;
(5)工程實踐環節、領域選修課,不少於12學分;
(6)前沿技術講座,不少於1學分;
(7)信息檢索,不少於1學分。
儀器儀表工程領域的基礎理論課和專業核心課程為:數位化測試技術、感測器與測試技術、高等電子線路、光電測試技術、現代控制工程、精密儀器現代設計方法、圖像處理與圖像測量、智慧型儀器設計基礎、動態測量與建模、可靠性技術及其套用、現代非電量檢測技術等。
為配合儀器儀表工程領域工程師職業資格認證的需求,建議各培養單位除開設以上課程外,增開“測量控制與儀器儀表現代系統集成技術(60學時)”和“測量控制與儀器儀表前沿技術及發展趨勢(60學時)”兩門課程。4儀器儀表工程領域全日制工程碩士培養的工程實踐 工程實踐注重培養研究生了解儀器儀表工程領域現實技術水平及企業運作的管理方式,通過參加實際課題的研究或企業的具體工作,培養研究生髮現問題、解決工程中技術問題及管理問題的能力,提高專業素養及就業創業能力。
工程實踐結束後,研究生應提交實踐報告,報告內容包括實踐學習計畫,實習進度及完成情況。由實踐單位負責人和導師對研究生的實踐計畫完成情況進行考核,合格後可計工程實踐環節學分。
鼓勵研究生將工程實踐與學位論文研究相結合。
論文工作
(1)論文選題
儀器儀表工程領域工程碩士專業學位論文課題應具有明確的工程實際或工程技術背景及套用價值,可涉及儀器儀表工程領域系統的分析與集成,研究與開發,管理與決策等,特別是針對信息獲取、傳遞、處理和利用的新系統、新產品、新工藝、新技術、工程軟體或套用軟體的研發,論文所涉及的課題應有一定的技術難度和工作量,能體現作者綜合運用科學理論、方法和技術手段解決工程技術問題的能力,論文要有一定的理論基礎,具有先進性、實用性與創新性。建議從以下方面選取:
l 新系統、新產品、新工藝、新技術或新軟體的研發
l 引進、消化、吸收和套用國外先進技術項目
l 企業的技術攻關,技術改造,技術推廣與套用
l 工程管理項目
l 儀器儀表工程工程領域設計與實施項目
l 儀器儀表工程工程領域套用基礎性研究項目
工程碩士研究生入學後,應在導師指導下明確研究方向,開展研究工作。一般應在第二學期結束前確定論文(設計)題目,並作好資料和實驗(設計)準備工作。
(2)開題報告
工程碩士的學位論文應按本領域的學位標準要求進行選題並進行開題報告。開題報告一般要求在第三學期結束前完成。
進行開題報告前,工程碩士研究生要通過廣泛地閱讀相關資料對選題內容進行深入的了解。在此基礎上寫出與學位論文緊密相關的文獻綜述綜述的內容包括:國內外的研究現狀、尚需進一步研究和開發的問題和內容等。
各培養單位對工程碩士學位論文開題報告的格式要有統一的要求,內容包括:題目、課題來源、文獻綜述、研究內容、擬採取的技術路線和實施方法、進度安排及學分完成情況等。當研究的課題是一個集體項目時,需要在開題報告中說明本人在其中承擔的內容和估計工作量。
開題報告中要列出準備中期檢查的計畫內容和時間安排。
(3)中期研究(設計)報告
在學位論文工作中期,培養學校要組織3-5位具有高級技術職稱的老師參加中期檢查。查過程包括:聽取工程碩士研究生匯報課題進展情況、運用科學理論解決工程實際問題的能力、後階段工作技術問題的預測和擬採用的技術路線以及課題結束日期的計畫等。中期檢查小組要根據研究生的論文研究中期報告寫出評語,並給出具體的考核成績。考核成績包括通過和不通過兩種。對於未通過中期檢查的工程碩士研究生,指導老師要幫助其分析原因,提出相應的改進研究措施和要求。
(4)論文(設計)答辯
1)申請答辯條件:從正式錄取工程碩士的年級算起,一般應在2.5年以上,5年以內;按本領域培養方案的要求完成規定的學分(必修課、選修課和必修環節);完成學位論文。
2)本領域工程碩士研究生的學位論文分別經學校導師和企業導師審閱,認為其達到工程碩士學位論文標準後,可申請論文答辯。
3)論文評閱:論文應聘請至少兩位具有教授、副教授或相當職稱的專家評閱,其中一位應來自工礦企業或工程部門。論文作者的導師不能作為論文評閱人。
4)答辯委員會組成:答辯委員會一般由3~5位具有教授、副教授或相當職稱的專家和技術人員組成,其中至少有1位專家來自工礦企業或工程部門。學校和企業導師不能作為答辯委員會成員和秘書。
(5)學位論文基本要求
1)論文形式要求
儀器儀表工程領域工程碩士學位論文形式可以是工程設計或工程研究論文,論文應包括以下部分:
(1)中英文論文題目
(2)中英文摘要與關鍵字
(3)誠信與智慧財產權聲明
(4)課題的來源、意義、目標、內容、技術路線與論文結構
(5)國內外文獻資料綜述
(6)論文主體部分:研發基礎、問題描述、系統分析、算法研究、計算方法、仿真方法、實驗方法、方案設計、工程實現、仿真結果、實驗結果、分析比較等
(7)論文總結與創新結論
(8)參考文獻
(9)致謝
(10)必要的附錄
2)論文內容要求
論文前言應對論文背景及工作內容作簡要說明。
論文的文獻綜述應對課題所涉及工程技術問題的國內外狀況有清晰的描述與分析,由此提出論文工作的技術路線
論文要綜合運用基礎理論、科學方法、專業知識與技術手段對涉及的工程技術問題進行分析研究,並能在某方面提出獨立見解。論文成果有先進性和套用性。
論文應在導師指導下獨立完成。對一些來源於大型研究課題和大型工程項目設計的論文,因其研究人員或設計者不止1人,在論文中允許引用他人工作成果(必須註明),但論文主要內容應為本人獨立承擔完成的部分。
論文工作量飽滿,至少有一學年的論文工作時間。
論文寫作要概念清晰、結構完整、層次分明、文字通順、版式規範。
對工程設計類論文,要求設計方案先進可行,數據準確,設計符合相應行業標準,技術文檔齊全,設計結果有實施印證或通過專家評估。
對技術研究或技術改造類論文,要求結合基礎理論與專業知識,嚴密論證,科學實驗,客觀分析結果,論文成果具有科學性與先進性。
論文的參考文獻應是與本論文內容相關的,並在論文中引用的國內外科技文獻,且要求內容比較全面、新穎並有足夠的數量。
(6)論文質量評審權重(供參考)
選題 10%
理論與技術的綜合運用水平 15%
技術的先進性和創新性 20%
成果成效 15%
工作量 20%
寫作 10%
學位申請與授予
(1)完成工程碩士的學分要求;
(2)完成工程碩士學位論文的各個環節要求;
(3)通過工程碩士學位論文答辯;
(4)通過各級學位委員會的審查;
(5)公示1個月無異議。
附錄二儀器儀表工程領域全日制工程碩士培養要點工程碩士與工學碩士屬同一層次,但不同規格,培養本領域工程碩士要樹立科學質量觀,要突出工程碩士的特色。
導師職責
本領域工程碩士研究生實行雙導師制,兩位導師都必須具有副高及以上專業技術職稱,其中一位導師來自培養單位, 即學校導師,也稱第一導師;另一位導師原則上要求來自研究生所在的單位,稱為企業導師或第二導師。學校導師由具有指導碩士研究生資格、並且具有工程經驗的教師擔任。學校導師應在工程碩士入學一年內採用雙向選擇的方式確定。
企業導師一般由工程碩士研究生所在單位具有高級職稱的工程技術人員或具有博士學位的人員擔任。企業導師應在工程碩士入學後一年內確定。
學校導師(第一導師)負有工程碩士研究生指導的主要責任。其主要職責包括:
(1)關心工程碩士研究生的學習和工作;
(2)指導研究生制定培養計畫;
(3)與企業導師共同商議、指導研究生選擇工程碩士學位論文的研究課題;
(4)指導研究生開展學位論文研究並進行階段性的檢查與考核,負責組織實施工程碩士學位論文的開題報告、中期考核;
(5)指導研究生撰寫學術論文和學位論文,組織實施學位論文答辯,防範學術不端行為,嚴把論文質量關。
企業導師(第二導師)配合學校導師指導工程碩士研究生,其主要職責有:
(1)關心工程碩士研究生的學習和工作,幫助研究生落實完成學位論文所需要的時間;
(2)推薦或提供單位可供選擇的工程研究(或設計)課題;
(3)指導工程碩士學位論文研究;
(4)協助學校導師指導研究生撰寫學位論文,把握學位論文中實驗數據的真實性;
(5)防止學位論文中泄露涉及企業技術機密的資料和數據,以免對企業造成利益損害。防範學術不端行為,嚴把論文質量關。
根據學生的論文研究方向,學校可以決定是否採取論文指導小組的方式對學生給予指導。

發展方向

地位
當今世界已進入資訊時代,信息技術成為推動科學技術和國民經濟高速發展的關鍵技術。儀器儀表在學科分類上屬於“信息獲取”技術的範疇,它與信息傳輸技術信息處理技術共同構成當代信息科學技術的三大組成部分。如何獲得自然界的信息,是人類在認識世界、改造世界的過程中需要解決的首要問題,“信息獲取”是“信息傳輸”、“信息處理”工作的重要基礎,而儀器儀表則是人類獲得自然界信息的工具,是對物質世界的信息進行測量與控制的基礎手段和設備,因此儀器儀表是信息產業的源頭和組成部分。高度發展的儀器儀表科學技術,成為資訊時代的一個重要特徵。
(1)發展儀器科學已成為國家的一項戰略措施
現代儀器儀表的發展水平,是國家科技水平和綜合國力的重要體現,儀器儀表製造水平反映出國家的文明程度。為此,世界已開發國家都高度重視和支持儀器儀表的發展,美、日、歐等已開發國家和地區早已制定各自的發展戰略並鎖定目標,有專門的投入,以加速原創性儀器的發明、發展、轉化和產業化進程。已開發國家中的科學儀器的發展,已從自髮狀態轉入到有意識、有目標的政府行為上來。
(2)儀器技術是信息技術
著名科學家錢學森明確指出:“發展高新技術,信息技術是關鍵,信息技術包括測量技術、計算機技術和通信技術。測量技術是關鍵和基礎。”而測量技術則是儀器技術中的一項重要內容,所以說儀器技術是信息技術。
(3)儀器技術是信息技術中的源頭技術
信息技術包括信息獲取、信息處理、信息傳輸三部分內容。其中,信息獲取是靠儀器來實現的。儀器中的感測器、信號採集系統就是完成這一任務的具體器件。如果不能獲取信息,或信息獲取不準確,那么信息的存儲、處理和傳輸都是毫無意義的。因而,信息獲取是信息技術的基礎,是信息處理、信息傳輸的前提。儀器是獲取信息的工具,起著不可或缺的信息源的作用,沒有儀器是不可能進人資訊時代的。因而,儀器技術是信息技術中“信息獲取--信息處理--信息傳輸”的源頭技術,也是信息技術中的關鍵技術。
(4)儀器技術是現代科技的前沿技術
工欲善其事,必先利其器。第一代測試儀器是以電磁感應基本定律為基礎的模擬指針式儀表。當50年代出現了電子管、60年代出現電晶體時,便產生了以電子管或電晶體為基礎的第二代測試儀器——分立元件式儀表。70年代出現了積體電路,產生了以積體電路晶片為基礎的第三代儀器——數字式儀表。隨著微電子技術的發展和微處理器的普及,80年代以微處理器為中心的第四代儀器——智慧型式儀表迅速普及。微電子技術與計算機技術的飛速發展,測試技術與計算機深層次的結合正引起測試儀器領域裡一場新的革命,一種全新的儀器結構概念導致新一代儀器——虛擬儀器的出現,進而產生集成儀器,再由單台儀器子系統向多台儀器組成的大的測試系統方向發展。現代高新技術,如航天、遙感、生物工程、醫療、環保、新材料等的研究發展以及各類基礎科學實驗工作,無一不直接依靠儀器來完成。現代儀器技術是知識創新和技術創新的基礎,電子顯微鏡、質譜技術、CT斷層掃瞄器、J射線物質結構分析儀、光學相襯顯微鏡、掃描隧道顯微鏡等先進儀器的誕生對人類的科學研究產生了劃時代的作用。縱觀人類科技發展史不難看出,科技重大成就的獲得和科學新領域的開闢往往是以測試儀器和測試技術方法上的突破為先導的。
儀器科學與技術在當今我國國民經濟和科學技術發展中的作用日益明顯,最初作為測量器具的儀器在促進科技和生產發展的同時,在現代科學技術和生產力的推動下,已成為完整的儀器科學與技術學科。作為測量和測試技術集中體現的儀器科學與技術學科,在當今我國國民經濟和科學技術發展中的作用日益明顯,儀器儀表是工業生產的“倍增器”、科學研究的“先行官”、軍事上的“戰鬥力”、國民活動中的“物化法官”已廣為人們所理解。
實際上,隨著人類製造和使用工具的規模不斷向高、大、精、尖發展,人類活動的規模和深度不斷擴大和深入,人類已不可能通過自己的感覺、思維和體能器官直接觀測和操作工具使之達到既定的目標,儀器科學與技術的內涵就是專門研究、開發、製造、套用各類儀器以使人的感覺、思維和體能器官得以延伸的科學技術學科,從而使人類具有更強的感知和操作工具的能力來面對客觀物質世界,能以最佳或接近最佳的方式發展生產力、進行科學研究、預防和診療疾病及從事社會活動。
發展特點
儀器科學與技術學科作為工程性學科,有關儀器運行、套用的理論研究、新技術、新器件、新材料、新工藝的研究和套用集中體現出新型儀器儀表及相關的感測器、元器件和材料等領域的研究和產業化中,科技研究和產業發展緊密結合。日前,根據國際發展潮流和我國現狀,儀器科學與技術學科主要組成包括:工業自動化測控技術及工業自動化儀表與系統;科學測試、分析技術及科學儀器;人體診療技術及醫療儀器;信息計測技術及電測儀器(主要是電子測量儀器和電工測量儀器,包括儀表校驗裝置和計量基準);專用檢測技木及各類專用測量儀器,相關感測器、元器件、材料及技術。
根據儀器科學與技術學科的內涵和組成,儀器儀表工程領域的科技和產業發展具有以下主要特點:
(1)產品種類多樣化
據不完全的統計,我國儀器科技產品如:工業自動化儀表及控制系統、科學儀器、電工測量儀器及其他各類測量儀器儀表已發展到13大類,145小類,800多個系列,16000多個產品品種;屬信息技術電測儀器有20大類,2000多個產品品種;屬醫療儀器也有23大類,2000多個產品品種;相關感測器、元器件及材料的產品品種更是不勝枚舉。
(2)產品的穩定性、可靠性和適應性要求高
信息技術的要素包括信息的獲取、存儲、處理、傳輸和利用,而各行各業的信息獲取正是靠儀器科技裝備來實現的。如果獲取的信息不準確、不穩定、不可靠,都會使隨後的存儲、處理、傳輸毫無意義,甚至產生錯誤,造成巨大損失。加上很多部門對儀器科技裝備獲取信息是要求24小時連續,長年不懈,這就對產品的穩定性、可靠性提出特別高的要求。此外,儀器科技裝備幾乎運行於地球及其外層空間的任何地點,很多時候是需在有毒、強腐蝕、有爆炸危險或失重、高速的狀態下進行監測、監控任務,因此對產品的環境適應性要求很高。
(3)技術指標和功能不斷提高
就如奧林匹克運動的口號是“更高、更快、更強”一樣,儀器科學與技術學科在提高科技研究水平及其相關儀器的技術指標和功能上的追求是無止境的,測控技術及其相關儀器的技術指標水平是一個國家儀器科學與技術水平的量化標誌。以擴大檢測範圍指標來說,如電壓從納伏至百萬伏;電阻從超導至1014Ω;諧波測量到51次,加速度為10-4-104g;頻率測量至1012 Hz;壓力測量至108Pa等;溫度測量從接近絕對零度至108C等。以提高測量精度指標來說,工業參數測量提高至0.02%以上,航空航天參數測量達到0.05 %以上,計量精度和科學儀器達到的精度更是與時俱進。以提高測量的靈敏度來說更是向單個粒子、分子、原子級發展。提高測量速度(回響速度),靜態0.1-0.02 ms,動態為1μs。提高可靠性,一般要求為(2-5)×104h,高可靠要求2.5×105 h。穩定性(年變化)<±0.05%(高精度儀器)或 <±0.1%(一般儀器)。提高產品環境適應性,根據不同用戶的要求,有高溫、高濕、高塵、腐蝕、振動、衝擊、電磁場、輻射、深水、雨淋、高電壓、低氣壓等條件下的適應性。
(4)大量採用高新技術
儀器作為人類認識世界、改造世界的第一手工具,是人類進行科學研究和工程技術開發的最基本工具。儀器科學與技術學科作為研究、開發、製造、套用儀器的學科,新的科學研究成果和發現(如資訊理論、控制論、系統工程理論,微觀和巨觀世界研究成果)及大量高新技術(如微弱信號提取技術、計算機軟、硬體技術,網路技術,雷射技術,超導技術,納米技術等)均成為儀器科學與技術學科發展的重要動力。儀器不僅本身已成為高技術的新產品,而且利用集成新原理、新概念、新技術、新材料和新工藝等最新科技成果的儀器裝置和系統層出不窮。
(5)儀器及測控單元微小型化、智慧型化,可獨立使用,也可嵌入式使用和聯網使用
儀器及測控單元大量採用新的感測器、大規模和超大規模積體電路、計算機及專家系統等信息技術產品,不斷向微小型化、智慧型化發展,從出現的“晶片式儀器儀表”、“晶片實驗室”、“晶片系統”等等,儀器和測控單元的微小型化和智慧型化將是長期發展特點。從套用技術看,微小型化和智慧型化儀器及測控單元的嵌入式連線和聯網套用技術得到重視。
(6)儀器測控範圍向立體化、全球化擴展,測控功能向系統化、網路化發展
隨著儀器所測控的既定區域不斷向立體化、全球化甚至星球化發展,儀器和測控裝置已不再呈單個裝置形式,它必然向測控裝置系統化、網路化方向發展。例如,一個大型水電站的測控系統,僅檢測大壩安全性的感測器就達數千個,此外各個發電機組狀態及水位情況的檢測控制點(I/O測控點)將超過萬點,要達到大型水電站的正常發電和送電,必須將各個測控點的測控裝置形成網路化結構,形成一個有機的測控網路系統。又例如衛星測控系統,人造衛星上配置的各種感測器就達到數千,它首先要將衛星上各種測控裝置構成一個完整的自動測控子系統,然後和多個地面站的測控系統構成一個廣域測控系統。
(7)攜帶型、手持式及個性化儀器大量發展
隨著生產的發展和人民生活水平的提高,人們對自己的生活質量和健康水平日益關注,檢測與人們生活密切相關的各類商品、食品質量的儀器,預防和治療疾病的各種醫療儀器是今後發展的一個重要特點。科學儀器的現場化、實時線上化,特別是家庭和個人使用的健康狀況和疾病警示儀器將有較大發展。
發展趨勢
(1)學科領域科技發展趨勢
學科領域科技發展的趨勢是利用各學科最新科技成果,特別是結合材料、微電子、光電子、生物化學、信息處理等各學科及大規模積體電路、微納加工、網路等各種新技術,開發新的微弱信號敏感、感測、檢測、融合技術,物質原子、分子級檢測技術,複雜組成樣品的聯用分析技術,生命科學的原位、在體、實時、線上、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測技術,工業自動化測控的線上分析、原位分析、高可靠性、高性能和高適用性技術,醫療診治的健康狀況監測、早期診治、無損診斷、無創和低創直視診療、精確定位治療技術,新學科領域的計量技術,各類套用領域的專用、快速、自動化檢測和計量技術。這些科技發展趨勢,具體表現以下列一些方面。
1)與微電子技術、MEMS技術結合,實現敏感單元與信號調理電路集成,有利於敏感單元微弱信號檢測、放大及處理,大大減小了感測器體積,有效提高了感測器的抗干擾能力。
2)與納米技術結合,基於感測器實現的新方法,採用納米結構或納米材料的某些典型特徵,設計極高靈敏度的痕量檢測微系統。
3)與生物技術結合,開發微型生物、化學感測系統,用於疾病檢測、生化分析、有毒有害物質檢測等領域。
4)與網路、通信技術結合,開發網路化感測技術和微弱信號融合技術,用於有用信號增強及原位、在體、實時、線上、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測等。
5)與太赫茲輻射技術結合,開發太赫茲光譜檢測、太赫茲成像分析和太赫茲遙測技術,用於國防、安全檢查、材料識別與診斷、生產監測、生物醫學套用等領域。太赫茲輻射(T-射線,波長為30-3000μm範圍內的電磁波)可以像X-射線那樣穿過某些材料“看”到其背後的物質,T-射線光子能量極低,不會對人體和其他材料造成電離,大多數包裝材料如紙張、碳素板、塑膠等對T-射線都是透明的,而金屬和含有水分的材料不能透過T-射線。可以利用T-射線進行成像,透視出包裝物品內部物體的T-射線圖像來,從而可以套用於機場的安全檢查和人體內有損傷或破裂器官的檢查。
6)結合分子影像學,開發活體內可見光成像分析、小動物光學分子成像分析技術,可實現無創傷、實時、活體、特異、精細(分子水平)的顯像分析。
7)結合表面增強拉曼散射(SERS)技術,開發針尖增強拉曼顯微分析、生物晶片SERS分析技術,具有靈敏度高、干擾小的特點,適合於研究界面效應,可以解決生物化學、生物物理和分子生物學中的許多檢測難題,有望解決超高靈敏度分析問題,甚至進行單細胞和單分子分析。
8)結合核磁共振技術,開發新的核磁共振波譜分析、核磁共振成像分析技術,以提高靈敏度、空間解析度和時間解析度。其中高時空分辨成像技術,還直接導致形成了腦功能成像這一新的研究領域。
9)結合像差校正技術,開發電子、粒子束微區分析技術,利用電子、粒子束探索和分析樣品表面形貌、原子和分子結構、元素組成、化學狀態。電子、粒子束微區分析技術在材料科學微電子學、化學與催化、環保、能源、生命科學等領域套用很廣,其分辨本領有日益提高的趨勢,點分辨已突破1A的限制,能量解析度達到0.1eV水平。
10)結合生命科學技術,開發基因測序基因轉錄檢測技術、蛋白質鑑定和大規模蛋白質間相互作用檢測技術、蛋白質組生物信息檢測和代謝組學分析技術。
11)結合生命科學、化學科學與信息科學的發展,在生物晶片技術基礎上開發生物晶片檢測分析技術、微流控檢測分析技術,這是當前正在急速發展的高新技術和科技前沿領域之一,是未來生命科學、化學科學與信息科學發展的重要技術平台,能提供生命信息的微全分析系統;通過分析裝備微型化、晶片化、集成化,使分析效率成百倍、千倍地提高,試樣和試劑消耗大幅度下降,其最終目標是在晶片大小的空間實現化學實驗室的全部功能,即所謂“晶片實驗室”,受到科技界高度重視。
12)結合控制技術、通信技術、計算技術、製造技術,開發高性能測控技術,從而使儀器科技產品具有高的測量精度和豐富的功能,使工業控制系統具備適應超大規模、快速回響、核級安全等各種複雜工況所需的功能,並且以軟硬體結合的方式向控制最佳化、管理最佳化、工程集成方向發展,使大型控制系統具備大量工業自動化設備的協調套用和管理功能,能將不同廠家生產的各種儀器儀表產品無縫地集成為一個協調系統,以滿足用戶的要求。
13)結合糾檢錯理論和自校正、自適應、自診斷等技術,在套用新器件、新材料基礎上,開發高可靠性和高適用性測控技術及其產品,從而使儀器科技產品的可靠性呈數量級提高,並適合在高溫、高壓、高壓差、強沖刷、強輻射、強腐蝕、強毒性、多相流等複雜工況和惡劣環境中使用。現場儀器儀表複雜、易損、難以維修的狀況正在改變,出現了使用期不需調整維修的儀器科技產品。
14)結合納米科技的發展,開發納米測量技術,建立納米計量測試標準。
15)結合量子物理的發展,開展基於量子物理的計量基準的建立和完善。
(2)產業領域發展趨勢
國際上儀器科技產品的發展趨勢是微型化、數位化、智慧型化、集成化和網路化進一步向縱深發展,並在產品性能上向高精度、高可靠性、高環境適應性目標前進,在人機界面土更便於人的操作、使用,以及與人類生活、健康有關的各類儀器科技產品有望得到較大的發展並進入家庭。通過家庭、社區、醫院聯網將使保健、疾病診治從醫院向社區、家庭發展。
儀器科技產品的微型化發展趨勢,主要依託於微機電系統(MEMS)的微米/納米製造技術和微電子IC製造技術,使儀器科技產品集機械、感測、測控等部件於一個晶片上,並能按微電子IC批量加工工藝製造。
儀器科技產品的數位化、智慧型化發展趨勢,隨微電子技術、計算機技術、人工智慧技術的發展而進步,它使儀器科技產品與數字處理器,超大規模專用積體電路、PC技術、人工智慧技術進一步融合在一起。國際上先進的數位化、智慧型化儀器儀表系統構成,以數位訊號處理系統(DSPS)為代表,它以DSP為核心,配合先進的混合信號電路,專用系統積體電路、元件及開發工具等組成對整個套用系統的完整解決方案。在數位化和智慧型化發展趨勢中,硬體和軟體處於同樣重要的地位,硬體是基礎,儀器使用新器件、新工藝,特別是超大規模集成的新器件,能使原來不能實現的指標成為可能,因此新器件的採用能成為產品競爭的重要籌碼。另一方面軟體在智慧型儀表的發展中起著越來越重要的作用,現代儀器儀表設計中軟體工作量已占到70%-80%,這在某種程度上決定著儀器的功能和性能。軟體能完成性能指標補償、自動測試,自檢、自診斷、數據採集、控制、傳輸、顯示等功能。有的如計算機、光碟等的評估測試,主要由軟體完成。軟體將成為今後智慧型儀表發展的重要方向。未來10年,更高程度的智慧型化應包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能,是數值、邏輯與知識的結合分析結果,智慧型化的標誌是知識的表達與套用。
儀器科技產品的集成化、網路化發展趨勢,以匯流排技術、儀表及其模組開放式互聯標準及通信技術為基礎,包括測試軟體的規範化、標準化,使自動測試系統的構成向大生產領域和軍事工程領域擴展,並能提供所需測試的系統方案或系統的集成能力。
儀器技術始終以各種高新技術作為發展動力,利用新原理、新概念、新技術、新材料和新工藝等最新科學技術集成新儀器、新裝置。取多種高新技術為儀器所用,使儀器儀表學科成為對高新技術最敏感學科,其多學科交叉而形成的邊緣學科屬性和多技術集成的特點越來越鮮明。

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