材料成型及控制工程

材料成型及控制工程是机械工程类专业，是机械工程与材料科学与工程的交叉学科。相似专业为机械设计制造及其自动化。

材料成型及控制工程是研究塑性成型及热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。

该专业是国民经济发展的支柱产业，是制造业的核心专业，是先进制造业和智能制造技术（比如3D打印）的主要专业。也是我国较多工科院校开设的重要专业。

中文名

材料成型及控制工程

外文名

Material forming and control engineering

简称

材控

学科代码

080252

一级学科

机械工程

培养目标

本专业培养具备机械工程和材料科学与工程和自动化学科的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造、计算机应用等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。

可选择出国、读研，或从事精密塑性成形、先进焊接成形、机械制造、先进液态凝固成形、材料成形模拟及计算机仿真、材料成形过程控制与自动化、快速成形制造、模具计算机辅助设计制造、材料激光加工等方面的设计制造、研究开发及管理工作。

本专业分为四个培养模块：

（一）焊接成型及控制

培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

（二）铸造成型及控制

这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。

（三）压力加工及控制

分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。

（四）模具设计与制造

掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。[1]



就业去向

本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权，学生可以选择进一步深造。

学生毕业后进入钢铁企业、机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加工业等领域从事与塑性成形、焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术开发、科学研究、经营管理、贸易营销等方面的工作。与机械类专业有着类似的就业方向及成长路线。

同时，由于就业方向单位多属重工单位，工作环境不是太理想，女生就业情况不如男生。[1]



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培养特色

本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。

本专业领域的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、材料科学、电工与电子技术、材料成型工艺基础、自动化技术基础、市场经济及企业管理等基础知识。

学生具有本专业所必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力。

历史起源

新中国50余年的发展历史中，本科教育长期居于绝对的主导地位，国民经济和社会发展所需要的大批应用型、技术型和职业型人才主要是由本科教育培养的。20世纪50年代初期，中国在全面学习苏联的做法中，形成了“专业对口”、“学以致用”的本科教育思想。

各学校纷纷成立了铸造、锻压、焊接、热处理等按行业领域划分专业。在当时特定的历史时期，这种做法对推动中国高等教育的发展和为国民经济建设培养人才起到了重要的作用。但由此也产生了很多问题，诸如：专业设置过窄、人文素质教育薄弱、教学内容陈旧、教学方法偏死、培养模式单一等。这些问题随着中国高等教育由精英教育快速向大众化教育发展而变得愈益突出。

80年代初期，随着材料科学与工程学科的建立，中国一些高等院校的热加工类专业转向材料类学科发展，并由此形成了热加工类专业在材料学科和机械学科各占半壁江山的局面。原金属材料及热处理专业大多转入材料学科，而铸、锻、焊专业有相当数量保留在机械学科。

1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时，设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业，其范围涵盖原来的部分机械类专业和部分材料类专业。

截至2012年，中国有144所高等学校办有材料成形与控制工程专业[2]，其中多数以原来的热加工类专业（如铸造、塑性加工、焊接、热处理等）为主体。由于各院校原有的专业基础不同，专业的定位及发展目标也不尽相同，因此在培养模式及培养计划方面也存在较大差异。

2002年材料成形及控制工程教学指导分委员会曾在西宁召开会议，对中国各高校中材料成形及控制工程专业的现状进行了分析，认为该专业大体上有三种主要的培养模式，一类是以原热加工类专业为基础，在拓宽基础的前提下，为适应国内人才需求的行业特色，采用有专业方向的培养模式；另一类也是以原热加工类专业为基础，但取消专业方向，加强基础知识，扩展适应领域，进行宽口径的通才式培养模式；第三类是以原机械类专业为基础，涵盖热加工领域，形成机械工程及自动化类型的专业人才培养模式。

除上述三种培养模式之外，由教育部批准的焊接技术与工程目录外本科专业，其专业领域也应隶属于材料成形与控制工程的专业范畴。

对于上述情况，材料成形与控制工程教学指导分委员会曾责成哈尔滨工业大学、西安交通大学、合肥工业大学等单位牵头制定了针对上述四种情况的指导性专业培养计划，并于2003年4月报送教育部高教司和机械类教学指导委员会。

培养要求

本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，具有从事各类热加工工艺设备设计、生产组织管理的基本能力。[2]

毕业生

应获得以下几方面的知识和能力：

1.具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；

2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识；

3.具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力；4.具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解科学前沿及发展趋势；

5.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。[2]

课程设置

由于材料成型与控制包括焊接、铸造、压力加工、模具设计四个方面。因而课程开设将依据学校的侧重点而异。

主干学科：机械工程、材料科学与工程。[2]

主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、马克思主义哲学原理、计算机应用、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、电工电子技术、金属学、金属工艺学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具制造技术等专业基础和专业课程知识等等。[2]

主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上主要专业实验：塑性成型工艺过程综合实验、铸造工艺过程综合实验、焊接工艺过程综合实验、材料性能及检证、CAD（计算机辅助设计）上机实验。

主要专业实验：包括材料冶金与成型工艺综合实验、材料成型设备方法综合实验、材料成型自动控制综合实验等。[2]

修业年限：四年

授予学位：工学学士

相近专业：机械设计制造及其自动化

开设院校

材料成型与控制工程专业一般开设在理工科大学材料科学与工程学院或者机械学院。材料成型的四个分类差别较大，因而各大高校均只侧重于某一分类，例如哈工大侧重于焊接、北科大侧重于压力加工，武汉科技大学侧重于压力加工，西工大偏重于热加工和铸造，兰州理工大学偏重于液态成型等。[2]

南华大学

太原科技大学

内蒙古科技大学

湖北汽车工业学院

辽宁石油化工大学

陕西科技大学

内蒙古工业大学

江苏大学

武汉科技大学

中国石油大学

华东交通大学理工学院

沈阳工业大学

扬州大学

湘潭大学

西安石油大学

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发展趋势

材料成形及控制工程专业既不完全是按照行业特点设立的专业，也不是按照学科特征设立的专业，因此其发展具有其特殊性。按照本专业的情况及市场需求情况进行分析，估计本专业今后的发展将主要表现为以下几个方面：

1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向

先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程，以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。当今制造技术的主要发展趋势是：制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展

；制造技术向高精度方向发展；综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。铸、锻、焊技术正向着近净成形、近无余量加工、精密连接、微连接与微成形等方向发展，并由此构成先进制造技术的重要组成部分。[3]



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2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式

材料成形及控制工程专业是一个具有典型材料学科特征的机械类学科，机械学科和材料学科的基础知识构成了本学科的基本知识体系。这一特点决定了材料成形及控制工程专业人才培养必然是宽口径的，而由机械学科和材料学科的基础知识共同构架的材料成形及控制工程专业基础也必然是雄厚的。随着老专业的融合和科学技术的发展，本专业人才培养必然走向厚基础、宽专业的模式。

3.在今后一段时期内，分类培养仍将占据主要的地位

大多数高等院校的材料成形及控制工程专业还按照区分不同的专业方向的模式进行人才培养，这一方面是由于在由老的铸、锻、焊专业向新的材料成形专业转型时还难以完全摆脱原有的专业痕迹，另一方面，市场对人才的需求也还没有适应专业的变化，仍然按照行业特征来招聘人才。这种情况还将持续一段时间，并将随着社会和工厂企业的专业人才培训功能的建立和完善而逐渐发生变化。[3]

研究问题

明晰专业内涵，确定发展方向

材料成形及控制工程专业作为1998年专业调整时设立的一个新的专业，由于其涵盖范围较广泛，涉及的内容较繁杂，因而使其专业内涵不够明确。

材料成形及控制工程专业是以成形技术为手段、以材料为加工对象、以过程控制为质量保证措施、以实现产品制造为目的的工科专业。材料成形及控制工程专业与机械设计制造及自动化专业、工业设计专业和工程装备与控制工程专业均隶属于机械学科，要求共同的机械工程基础理论。以材料为加工对象的特点决定了材料科学也成为本专业的基础知识，而以过程控制为质量保证措施这一特点，决定了控制理论也成为本学科基础知识的重要组成部分。因此，材料类学科专业和自动化专业及计算机科学与技术专业等都成为与本专业密切相关的学科。此外，随着科学技术的发展和学科交叉，本专业比以往任何时候都更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子、计算机、系统论、信息论、控制论及现代化管理等各门学科及其最新成就。



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材料成形及控制工程这一隶属于机械学科、具有机械类学科典型特征的专业，同时还具有浓厚的材料学科的色彩，成为一个业务领域宽、知识范围广的名副其实的宽口径专业。继续进行深入研究，准确界定专业内涵，对专业的发展具有重要的意义。[4]

培养目标的定位

培养目标定位很重要，涉及到材料成形及控制工程专业的发展和人才培养适应市场需求的问题。一部分高等院校应该担负起精英教育的责任，以培养材料成形及控制工程学科的科学研究型和科学研究与工程技术复合型高层次人才为主，本科是通识与专业并重的教育；高等职业技术学院则以培养职业应用型、职业应用复合型人才为主，专科是完全职业专业教育。各学校可根据学校自身的层次来确定专业培养目标。

在材料成形及控制工程专业培养目标的定位中，还应考虑市场需求。高校应进一步适应市场的需求，根据不同的培养目标，调整通识教育与专业教育的比例，拓宽专业口径，灵活专业方向，建立和健全第二学位、主副修制度等。[4]

研究方向

分析材料成形及控制工程专业的现状及存在的问题，在今后一段时间内应开展以下几方面的研究工作：

（1）材料成形及控制工程专业的知识结构及课程的体系建设。

（2）机械、材料、控制、信息等多学科融合与本专业建设的关系。

（3）强化实践性教学环节，建设专业实习基地的问题。

（4）人才培养模式与市场需求的关系。

（5）专业教材建设的问题