时间:2023-08-28 16:54:32
导语:在航空航天产业分析的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
从“神五”到“神十”,我国系列载人飞船发射成功后,在全国上下特别是在青少年中引发了一股“航天热”,很多高中毕业生希望报考航天专业,将来从事航天事业,为祖国航天事业的腾飞奉献终生。
那么,航天专业有着怎样神秘的内涵?若想投身于航天事业,应该选择什么专业?在大学时代要做好哪些职业准备?航天专业毕业生的就业前景又如何呢?
专业设置特点
航天是个令人向往又神秘的职业。为了推出本期专题,记者在做了充分案头准备后进行了调查采访,现在,就让我们按照航天器的发射程序走进航天类专业。航天器升空的每一个步骤都涉及很多交叉学科与专业,本文中所列举的,是每一个步骤所对应的比较重要的专业之一,其中有些专业既涉及航空类,也涉及航天类。
小贴士:载人飞船升空分几步?
第一步,随着倒计时口令,点火升空。逃逸塔分离。
第二步,助推器分离。一、二级分离,一级坠落。
第三步,整流罩分离,船箭分离。5次变轨控制后,航天器进入预定椭圆轨道。
第四步,太阳能帆板打开。
第五步,航天员执行空间任务。
第六步,返回大气层。
航空和航天有着密不可分的联系,又有所区别。前者是研究近地面飞行环境及物体的,而后者是研究大气层外高空飞行环境及物体的。航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律,培养把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。无论是飞机还是航天飞行器,都是综合科学技术的结晶,因此从广义上讲,材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机等都是航空航天技术不可或缺的学科基础。随着航空航天事业的迅猛发展,近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。
中国有7所国防院校,11家央属国防企业集团。涉及航天领域的专业,排名前三位的高校分别是哈尔滨工业大学、西北工业大学和北京航空航天大学。其中尤属哈工大的航天专业实力强,毕业生中有很多已成为各领域的专家和骨干,如中国航天科技集团副总经理马兴瑞、中国空间技术研究院院长袁家军、海王集团总裁张思民等。
“关行器设计专业,一共包括三个方向:卫星、火箭和导弹。最开始觉得火箭和导弹都比较‘暴力’,所以高考填报志愿时,我选择了与航天工程紧密相连的卫星方向。”北京航空航天大学宇航学院大四的小和介绍说,北航宇航学院下设三个专业:飞行器设计与工程专业、探测制导与控制技术专业和飞行器动力工程专业。其中,飞行器设计与工程专业的学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识,并受到航空航天飞行器工程方面的基本训练;探测制导与控制技术主要负责航天器送入太空后,对其进行制导和各种变轨姿态调整控制;而飞行器动力工程主要负责研制火箭发动机。据宇航学院的学生介绍,这三个专业中,飞行器设计与工程专业最热门,而选择探测与动力专业的人数则要少一些。
航天专业的学业与素质要求
航空航天类专业对学习者的要求是“厚基础、强能力、高素质、重创新”。学生要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识,接受航空航天飞行器工程方面的系统训练,通过各种实践性教学环节,可具备坚实的理论基础,良好的实践能力和分析、解决问题的能力、以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实,在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显,知识面宽,适应力强,发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高,申请国外大学奖学金的成功率也较高。
如果你想学习航天专业,那么,除了一腔热情外,还需要做好哪些心理上的准备呢?
由于航天职业的特殊性,从事航天职业需要三种精神。
1. 刻苦学习精神
航天专业要求高、课程多、任务重,要成长为一个合格的航天人,除了工科的基础课程之外,还要学习诸如发动机设计、自动控制理论、数字电路等专业课程。
以北京航空航天大学飞行器动力工程专业为例,该专业一个本科生成长为博士生,仅力学就要学习20几门,学生们每天自习到11点已是习惯性作息。
同工科专业一样,航天工程对学生的实践能力要求也很强。学生除了修完课程、掌握理论,还要懂技术。因此,动手能力强、有组织协调能力的考生学这个专业很适合。
2. 吃苦奉献精神
“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”被誉为“载人航天精神”。神舟成功发射,被大众熟悉的只有少数几个人,但是背后有数以万计的航天人在默默无闻地工作着。“飞行工作更多的是辛苦,而不是神秘。工作人员需要比较强的抗压能力,以及良好的心理素质。”一位在航天一院702研究所做航天测试测量技术与设备的工作人员告诉记者,他们的工作时间上朝九晚五,但是来了试验任务,就要加班加点不分昼夜地把它完成。具体到个人的职业,航天火箭与飞船的设计制造需要反复测试某些零部件、程序的稳定性及安全性,比如像飞机上的“黑匣子”之类的东西,以保证飞行器、导弹等执行任务时万无一失,并获得飞行中或执行任务时所需要测量的参数。
此外,航天工作人员会经常去酒泉、西昌的靶场执行任务,而靶场是炮弹爆炸或飞船起飞、卫星发射的地方。
3. 团队协作精神
航天系统内部分工精细,一个课题需要众多研究者协作完成,团队协作精神在航天领域体现得更为充分。航天系统内部分工精细,一个课题需要众多研究者协作完成,有的时候自己的成果仅为别人做嫁衣裳而已,因此,在航天领域里少不了团队协作精神,一个人只能完成更多的任务,但是绝对不可能包揽所有的工作。正如一位在航天一院工作的孟先生所说:“航天是一项既神秘又平凡的事业,航天事业是一个巨大的系统工程,需要许多行业、许多不同专业的工程技术人员及科研管理人员共同协作,需要每个人都具有协作意识、吃苦耐劳精神以及奉献精神,安于自己平凡的岗位,做一个螺丝钉,不要太计较个人得失。”
需求趋势与就业前景
近几年,随着神舟飞船的频繁发射,航天专业进一步升温。有媒体报道,最被看好的12类专业中,航空航天专业名列其中。
据哈工大招生就业处负责人介绍,该校航天专业的学生在入学时成绩在全校是数一数二的,录取分数在全校最高,集中了校内的“尖子生”;在就业方面去向也非常好,主要给中国航天科技集团公司和航天科工集团公司输送航天人才。学生毕业时国内的航天科研院所都抢着要。
复旦大学力学与工程科学系博士生导师唐国安教授预测,我国飞行器可供开发的空间很大。载人火箭发射成功,意味着我国准备开始对外空间进行和平开发,航空航天科技工业极具发展前景,对人才的需求会持续旺盛。北京航空航天大学宇航学院党总支书记孟庆春介绍说,我国飞行器可供开发的空间很大,许多应该用到飞行器的民用领域目前还未开发利用,在私人使用上也几乎是空白,因此,飞行器设计与工程专业的人才会是我国将来急需的人才。
航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求,包括航空航天经营管理、航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造、零部件研发与设计、航空航天新材料研发等方向,其中航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。
“我想以后在航天五院好好发展,做一名总体设计师。”学飞行器设计与工程专业的小和2012年6月份从北京航空航天大学毕业,去了航天五院深造,完成了他儿时作为一名航天工作者的梦想。
据小和介绍,宇航学院的本科生毕业之后也能找到工作,比如他们班当年就有人去了航天火工、东航、西安飞机强度研究所、北京现代、东风日产、陕西鼓风机等企业。也有很多本科生选择继续深造,读研或读博,并且几乎都去了十大航天院所,如航天一院、二院、三院、五院和八院、沈飞、成飞、西飞等等。“飞行器设计专业是国家自建国以来持续扶植的产业。我国的火箭技术相比于美国俄罗斯还比较落后,为了日后的载人登月计划,必须研制出更强大的火箭。我很看好本专业的就业前景。”
未来十年是我国航空航天事业发展的重大战略机遇期,需要更多更好的人才。为了加强对航空工程骨干专业技术人才的引进和培养,建立高水平、高素质的航空专业技术队伍,航空工业第一、二集团公司在北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学等院校设立了航空奖学金,金额每人每学年7000~11000元不等,以支持立志投身祖国航空事业的学子顺利完成学业,这对于家庭经济比较困难的同学无疑是很好的选择。
同时,除了飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程等专业外,航空航天事业还涉及信息、能源、制造等技术的综合专业。随着我国国民经济的发展和综合国力的提高,航空航天高科技领域的成果已不仅仅应用于航天飞船上,也在逐渐向电子、机械、汽车等领域渗透。也就是说,学习航空航天类专业的同学一样能在其他领域大展才华。
报考注意事项
航天人才≠杨立伟
高校航天专业的培养目标都是航天工程领域的技术与管理人才,而非培养宇航员。形象地说,航天专业出来的人才可以当戚发轫这样的总设计师或袁家军这样的总指挥。要是想当杨立伟一样飞上太空的宇航员,现阶段在我国只能报考飞行员。
身体条件要求
一些考生和家长误以为报考航空航天类专业,体检的标准要按照军检的标准来进行,其实不然。航空航天类专业主要是培养航空航天领域的专业技术人才,对考生的身体状况没有特殊要求,同学们只要符合《普通高等学校招生体检指导意见》,就可放心报考。
关键词:先进复合材料;航空航天领域;飞船;卫星;火箭;飞机 文献标识码:A
中图分类号:V257 文章编号:1009-2374(2016)13-0039-04 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.019
1 概述
现阶段,我国航空航天事业得到前所未有的发展,航空航天领域对材料的要求不断提升,为了满足航空航天领域对材料性能的要求,应该研发新型、高性能的材料,先进复合材料应运而生,其具有多功能性、经济效益最大化、结构整体性以及可设计性等众多特点。将先进复合材料应用在航空航天领域,能够有效地提高现代航空航天器的性能,减轻其质量。和传统钢、铝材料相比,先进复合材料的应用,能够减轻航天航空器结构重量的30%左右,在提高航空航天器性能的同时,还能降低制造和发射成本。现阶段,先进复合材料已经成为飞船、卫星、火箭、飞机等现代航空航天器的理想材料,同时,先进复合材料已经和高分子材料、无机非金属材料及金属材料并列为四大材料。因此,文章针对先进复合材料在航空航天领域应用的研究具有重要的现实意义。
2 我国先进复合材料发展现状
自20世纪70年代开始,我国就开始了对复合材料的研究工作,经过40多年的研究与发展,我国先进复合材料的技术水平不断提高,并且取得了可喜的进步。现阶段,我国先进复合材料在航空航天领域中的应用,逐渐实现了从次承力构件向主承力构件的转变,被广泛地推广和应用在军机、民机、航空发动机、新型验证机和无人机、卫星和宇航器、导弹以及火箭等领域,即先进复合材料已经进入到实践应用阶段。但是,我国先进复合材料技术的发展和研究成果与国外发达国家的水平还具有一定的差距,现阶段我国先进复合材料的设计理念、制备方法、加工设备、生产工艺以及应用规模等都相对落后。例如,我国军用战斗机中复合材料的用量低于国外先进战斗机的复合材料用量,仅有少数的军用战斗机超过20%,例如J-20其复合材料的用量约为27%。我国成功研制的C9型民用飞机,单架飞机的先进复合材料的用量超过16吨,标志着我国先进复合材料在航空航天领域的应用水平在不断提高。
3 先进复合材料简介
3.1 先进复合材料的组成
复合材料是由金属、无机非金属、有机高分子等若干种材料采用复合工艺组成的新兴材料,先进复合材料不仅能够保留原有组成材料的特点,还能够对各种组成材料的优良性能进行综合,各种材料性能的相互补充和关联,能够赋予新兴复合材料无法比拟的优越性能。先进复合材料简称ACM,指的是碳纤维等高性能增强相增强的复合材料。先进复合材料的多种性能都优于普通钢、铝金属材料,在航空航天领域的应用,能够有效地减轻航空航天设备的重量,同时赋予航空航天设备特殊的性能,例如吸波、防热等。
3.2 先进复合材料的特性
先进复合材料的特性主要表现为:
3.2.1 多功能性。先进复合材料经过多年的发展,结合了众多优异的物理性能、力学性能、生物性能以及化学性能,例如防热性能、阻燃性能、屏蔽性能、吸波性能、半导性能、超导性能等,并且不同的先进复合材料的组成不同,其功能性存在一定的差别,综合性、多功能性复合材料已经成为先进复合材料发展的必然趋势之一。
3.2.2 经济效益最大化。先进复合材料在航空航天领域的应用,能够减少产品部件数量。由于复杂部件的连接不需要进行铆接、焊接,因此对连接部件的需求量降低,有效地减少了装配材料成本、装配和连接时间,进一步降低了成本。
3.2.3 结构整体性。先进复合材料可以加工成整体部件,即采用先进复合材料部件能够替代若干金属部件。某些特殊轮廓和表面复杂的部件,用金属制造的可行性较低,采用先进复合材料能够很好地满足实际需求。
3.2.4 可设计性。采用树脂、纤维、复合结构方式,能够获得不同形状、不同性能的复合材料,例如选择合适的材料、铺层程序,能够加工出膨胀系数为零的复合材料,并且复合材料的尺寸稳定性优于传统金属材料。
4 先进复合材料在航空领域的应用
传统的飞机制造以钢、铝、钛合金为主要材料,而传统飞机上应用比例最大、构成轻质结构主体的铝合金正在被越来越流行的复合材料所替代。我们所指的复合材料主要是以高性能纤维作为增强体,用树脂作为基体将纤维粘结在内部并固化成型的高性能塑料。随着复合材料的迅速发展和广泛应用,当前先进的复合材料在飞机上的关键应用部位和用量的多少,已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。由于碳纤维材料具有耐高温、密度低、强度大等特点,目前在航空航天领域运用最为广泛。与密度达到2.8g/cm3左右的铝合金相比,先进的碳纤维复合材料密度一般在1.45~1.6g/cm3左右;而拉伸强度可以达到1.5GMPa以上,超过铝合金部件的3倍,接近超高强度合金钢制部件的水平。这种密度低、强度刚度高的优势,使飞机的复合材料结构部件在获得与先进铝合金部件在强度刚度等综合性能方面相当的水平时,重量可以大幅减少20%~30%。复合材料在飞机结构中的应用情况大致可以分为三个阶段:第一阶段是应用于受载不大的简单零部件,可减重20%;第二阶段是应用于承力大的部件,可减重25%~30%;第三阶段是应用于复杂受力部位,如中机身段、中央翼盒等,可减重30%。复合材料主要用于制造航空器的外饰和内饰部件,如飞机的一次构造材料:主翼、尾翼、机体,二次构造材料,副翼、方向舵、升降舵、内装材料、地板材、桁梁、刹车片等及直升飞机的叶片。根据统计,小型商务机和直升飞机的碳纤维复合材料用量已占55%左右,军用飞机占25%左右,大型客机占20%左右。
4.1 军机上的应用
为满足新一代战斗机对高机动性、超音速巡航及隐身的需求,20世纪90年代后,西方战斗机全部大量采用复合材料结构。先进的复合材料也大大增加了军用运输机的有效载重,增大了军用飞机的载油量,克服常规材料在高超声速飞行器研制中存在的瓶颈问题。因此,先进复合材料被广泛地应用在军机上,例如,碳纤维增强树脂基复合材料,在军机主结构、次结构以及特殊部位等方面的应用,有效地提高了军机的耐腐蚀性、抗疲劳性,同时还具有明显的减重效果;再如,F22由于存在超声速巡航需求,飞机外表面会长时间与空气高速剧烈摩擦,因此在机翼复合材料上放弃了环氧基树脂,而使用双马来酰亚胺树脂基体以获得260℃的最大工作温度。
4.2 民机上的应用
民机和军用飞机不同,民用飞机作为以载客飞行和运营为目的的交通工具,对安全可靠性和经济性要求更加严格。复合材料在飞机上大量应用的时间还比较短,在对材料工艺稳定性和有关试验数据尚不十分充分的情况下,应用较多含量的复合材料需要大量时间和实践的积累。民航上的复合材料应用受限,使用分为两类:结构件用复合材料、舱内材料。
以波音787为例,每架飞机的结构比例中有50%是重约35吨的复合材料,这意味着它从材料密度上就减轻了15吨左右的重量。而空客也不甘示弱,新的A350客机改名为A-350 XWB,XWB意为超宽机身,复合材料的比例达到了52%,是现在所有大型商用飞机中最高的。A-350XWB的机体比B-787还宽13cm。作为世界上仅有的两个大型商用飞机研制巨头,波音、空客先后推出复合材料占结构比例50%的主力型号,这意味着大型客机结构设计以复合材料为主要材料的时代已经拉开序幕。波音787等新一代复合材料飞机上实现的性能提升,并不仅仅是依靠低密度材料减重得来。实际上复合材料在工艺、结构力学设计上,都有着传统金属材料所完全无法比拟的优势,比如复合材料可以做出超大尺寸的整体结构部件,而且尺寸大小不会随着温度高低而产生变化。
国产大飞机在复合材料的应用上还比较保守,公开的报道显示,复合材料的使用量约占C919飞机结构重量的20%。飞机上使用的复合材料主要是碳纤维增强树脂基复合材料,它们具有高耐腐蚀、质量轻等特点,在这些性能上的确要超过一般的金属材料。通常复合材料的价格大约是常规铝合金材料的几十倍,即便是我们看起来已经很金贵的铝锂合金材料,其价格也比复合材料低得多,所以C919仅为波音737价格的1/2左右。
4.3 航空发动机上的应用
对于航空领域,特别是发动机的结构设计制造而言,高性能系统所需的轻质和耐高温等特性越来越重要。航空发动机产业是指涡扇/涡喷发动机、涡轴/涡桨发动机和传统传动系统以及航空活塞发动机的集研发、生产、维修保障服务于一体化产业集群。新的材料和工艺不断研发以应对新一代航空发动机的发展趋势,尤其是先进复合材料的应用,GE-AEBG公司、惠普公司在制造飞机发动机零部件时都采用了先进复合材料,主要包括风扇出风道导流片、风扇罩、推力反向器等部位。先进复合材料在航空发动机上的应用具体表现在以下两个方面:
4.3.1 陶瓷基复合材料的应用。陶瓷基复合材料是将碳化硅陶瓷纤维与碳化硅基底材料复合后,再涂覆一层专用涂层提升其性能,密度仅为金属材料的三分之一。由于陶瓷基复合材料具有的耐高温属性,因此在发动机流道中使用空气代替,在发动机高温区只需要较少甚至不需要冷却气体,涡轮扇发动机大幅减重,意味着发动机运转效率更高,提高了发动机的性能、耐久性、燃油经济性和高推重比。F-35战斗机使用的F135发动机是有史以来战斗机上安装过的推力最大的喷气式发动机,F135使用了陶瓷基复合材料(CMC),主要用在F135-PW-600喷管的外侧部分。
以GE航空集团为例,陶瓷基复合材料在GE航空集团的技术路线图上是一条关键路径。通用电气航空集团将于2016年新建两个复合材料制造厂,用于碳化硅和陶瓷基复合材料的批量制造,这两种复合材料都是制造喷气式发动机零部件的必备材料。GE公司是所有厂商中第一个决定使用CMC制造旋转叶片的,通过把陶瓷基复合材料叶片安装在发动机上试车,它们已经证明了旋转CMC叶片的性能,这是一个重要的里程碑。
4.3.2 树脂基复合材料的应用。树脂基复合材料具有降噪能力强、耐腐蚀性强、耐疲劳能力好、比模量高、强度高等众多优点。通过将树脂基复合材料应用在航空发动机的冷端结构、反推力装置以及发动机短舱等结构上,不仅能够降低发动机的重量,还能够提高发动机的耐腐蚀性、抗疲劳性以及强度等。例如,JTAGG验证机的进气机匣利用PMR15树脂基复合材料,该种先进复合材料的应用比传统铝合金进气机匣的重量降低了25%。
4.4 新型验证机及无人机上的应用
现代战争理念的改变,使无人机倍受青睐,无人战斗机是未来航空武器的一个重点发展方向。无人机除在情报、监视、侦察等信息化作战中的特殊作用外,还能在突防、核战、化学和生物武器战争中发挥有人军机无法替代的作用。无人机的发展方向是飞行更高、更远、更长,隐身性能更好,制造更加简便快捷,成本更低等,其中关键技术之一就是大量采用复合材料,超轻超大复合材料结构技术是提高其续航能力、生存能力、可靠性和有效载荷能力的关键。和传统的铝合金混合结构相比,以复合材料为结构的无人机,例如“全球鹰”“捕食者”等无人机都采用先进复合材料。以“全球鹰”为例,该种无人机的机翼、尾翼都采用石墨/环氧复合材料,采用该种复合材料制造的无人机,和传统铝合金混合结构的重量相比降低了65%。再如,诺斯罗普・格鲁门公司研发的X-47无人战斗机,为了满足生存力、机动性、隐身性能等特殊要求,该无人机除了接头部位采用了少量的铝合金外,几乎整个机体都采用先进复合材料。依靠复合材料,设计师还可以做出传统金属材料所无法达成的气动力学设计,比如超声速飞行的前掠翼飞机。
5 先进复合材料在航天领域的应用
5.1 卫星和宇航器结构材料
卫星结构的质量会影响对运载火箭的要求以及卫星功能,卫星结构的轻型化设计已经成为卫星结构发展的趋势之一。国际通讯卫星中心的推力桶采用先进复合材料,该种推力桶质量比传统铝结构的质量降低了30%左右,降低的重量可以增加460条电话线路,同时还能够有效地降低卫星的发射费用。欧美国家卫星结构的质量为总质量的1/10,其原因就是大量的应用了先进复合材料。现阶段,我国神州系列飞船、风云二号气象卫星等都采用碳纤维/环氧复合材料,有效地降低了总体重量,同时发射成本也显著降低。
5.2 导弹用结构材料
现阶段,美国已经将先进复合材料作为导弹弹头结构壳体、级间段、仪器舱等部件的主要材料,洛克希德导弹与宇航公司指出,采用碳纤维/环氧复合材料制造的导弹比传统铝结构导弹的重量减轻40%。现阶段,采用先进复合材料的导弹发射筒也被国外发达国家应用在战术、战略型号上,例如,俄罗斯的“白杨M”导弹、美国的“MX”导弹都采用复合材料发射筒。因为先进复合材料导弹发射筒和传统金属结构相比,其结构质量显著降低,能有效地提高战略、战术导弹的灵活性。在战术导弹领域,先进复合材料结构的导弹发射筒更加灵活、应用范围更加广泛。现阶段,我国也研发了先进复合材料结构的战略导弹和导弹发射筒,还研发了先进复合材料仪器舱,有效地提高了战略导弹的灵活性和机动性,应用效果良好。
5.3 运载火箭结构材料
国外发达国家于20世纪50年代开始应用纤维缠绕成型的玻璃钢壳体代替传统的钢壳,例如,美国的“北极星A-3”潜地导弹,采用纤维缠绕成型的玻璃钢壳体,其重量比采用传统钢壳的“A-1”轻了55%左右,随后研发的“MX”“三叉戟1”的三级发动机壳体,全部都采用芳纶/环氧复合材料,该种结构形式的壳体质量比纤维缠绕成型玻璃体壳体的重量减轻了50%左右。随着先进复合材料的发展,其在运载火箭发动机壳体中的应用优势越来越明显,并且先进复合材料被应用在三叉戟Ⅱ、德尔塔Ⅱ-7925运载火箭等型号中。现阶段,我国运载火箭发动机壳体制造业逐渐的开始应用先进复合材料,虽然起步较晚,但是经过40多年的发展获得了巨大的进步,经过多年的研发,已经成功地将芳纶/环氧复合材料、玻璃纤维/环氧复合材料应用在运载火箭发动机壳体中。先进复合材料在运载火箭结构设计中的应用,有效地降低了运载火箭发动机的重量,同时提高了运载火箭发动机的性能。
6 复合材料在航空航天领域的发展前景
先进复合材料的应用已经成为评价航空航天器水平的重要标准,同时也是提高航空航天器结构先进性的重要物质基础和先导技术。由于我国先进复合材料的应用水平和国外发达国家还存在一定的差距,但是我国已经进行大量投入来强化先进复合材料方面的研究,其发展前景良好。未来先进复合材料的发展主要表现在以下四个方面:
6.1 智能化
智能型先进复合材料和结构的研究,能够创造巨大的经济效益和社会效益,智能型先进复合材料在航空航天器外表的应用:在未来航空器表面增加各种传感器,能够对周围环境进行实时、全面、智能的检测,同时为通讯系统、电子战以及雷达系统提供瞬时模态,以此保证航空器能够安全、稳定地飞行。
6.2 多功能化
在减小航空航天器体积的基础上,为了提高航空航天器的突防能力,许多结构部件需要具备多种功能,多功能先进复合材料的应用能够赋予航空航天器新的功能,现阶段,多功能先进复合材料的研究已经从双功能型向三功能型方向转变。
6.3 质量轻、性能高
目前,我国先进复合材料能够减轻航空航天器的质量占总重的20%左右,和国外25%以上的减重效率还存在一定的差距。导致该种现状的原因是我国先进复合材料的整体性能较低,并且结构的整体性相对较差。因此,在未来的发展过程中,应该加强对复合材料强度、韧性以及整体性等方面的研究,研发整体性好、强度高和韧性高的先进复合材料,同时使复合材料的减重率超过25%。
6.4 低成本
成本较高是限制先进复合材料在航空航天领域应用和发展的主要原因之一,为了解决该问题,应该对先进复合材料的制造工艺进行研究,采用科学的制造工艺进行先进复合材料结构、尺寸以及形状的加工和制造,同时采用先进的质量控制技术、自动化技术、机械化技术等,提高先进复合材料的生产效率,提高其成品率,以此降低先进复合材料的成本。
7 结语
综上所述,经过40多年的发展,我国先进复合材料工业逐渐形成了一个完整的体系,并且部分先进复合材料已经成功地应用在航空航天器生产实践中,获得了良好的效果。但是,从整体上来说我国先进复合材料技术水平和发达国家还存在一定的差距。因此,我国先进复合材料研究、研发人员和生产企业应该加快先进复合材料结构、制造技术、生产工艺等方面的研究,同时借鉴国外的先进技术和经验,解决我国先进复合材料在航空航天领域应用的各种难题,以此提高我国航空航天器的各种性能,进一步促进我国航空航天领域的全面、高速发展。
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论文关键词:R&,D效率,高技术产业,大型企业,DEA方法
研发活动是高技术产业发展的源泉,其效率的高低不仅决定着这些产业研发经费投入的使用效果,而且也在很大程度上影响其未来的发展。对高新技术产业中的大型企业而言,尤其如此。因此,研究我国高新技术产业大型企业的研发效率具有重要的现实意义。
一、研究方法和数据来源
1.研究方法
R&D绩效的评价方法主要有主观评价法、文献计量法、投入评价法、多层面评价法、模糊综合评价法、因子分析法、人工神经网络和数据包络分析(DEA)等[1]。本文主要采用DEA方法分析我国高新技术产业大型企业研发效率,该方法在分析效率方面具有明显的优点。(1)DEA方法无需假定输入输出之间的关系,仅仅依靠分析实际观测数据,采用局部逼近的方法构造前沿生产函数模型工商管理论文,就可以对生产单元进行相对有效件评价,具有较大的灵活性。(2)DEA不要求所有的被评价单元采用同一生产函数形式,故它满足“多元最优化准则”,每一个被评价单元皆可以通过调整自己的生产结构来达到效率最大化,而一般参数方法则追求“单一最优化”,相比之下非参数方法更符合实际情况。(3)对于无效单元,参数方法仅仅能说明无效程度即效率大小,而DEA方法不仅能计算出生产单元的相对效率,还可以指出无效的根源以及改进目标,给决策者提供较多的经济管理信息[2]。
DEA方法中的Malmquist指数法在用于分解全要素生产率方面也具有明显的优势免费论文。首先,它不需要投入与产出变量的价格信息。一般来说,投入和产出的数据较易获得,而要素价格信息往往不够完善,该方法避免了价格的失真或不可获得导致的困难;其次,它可以将全要素生产率分解成生产效率的变动和技术的变动两个组成部分,这样就能够测算出效率和技术变动的情况工商管理论文,从而进一步分析全要素生产率增长是缘于生产前沿面的移动效应还是效率提高的追赶效应;此外,它不必事先假设生产函数,从而减少了模型假设误差的风险。
2.数据来源
按照数据选取的科学性、可行性和可比性原则,选取了1995-2007年医药制造、航空航天器制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造、医疗设备及仪器仪表制造五个高新技术行业大型企业的研发数据,以新产品开发经费支出、R&D经费内部支出作为输入变量,以新产品销售收入、专利申请数作为输出变量,运用DEAP2.1软件对其研发效率进行了分析。数据来源于《中国高技术产业统计年鉴2008》[3]。
二、相对效率分析
DEA方法可以在按规模报酬可变以及规模报酬不变进行分析。因此,本文基于投入法中的规模可变的情况下,并通过多阶段的方法进行的相对效率分析。
1.以行业为决策单元的相对效率分析
(1)相对效率
从综合效率看,医药制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造三个行业的综合效率达到了DEA最优(见表1)。其中,除医疗设备及仪器仪表制造之外的四个行业纯技术效率达到了最优;医药制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造的规模效率达到了最优;医药制造、电子及通信设备制造、电子计算机及办公设备制造表现为规模收益不变,航空航天器制造表现为规模收益递增,医疗设备及仪器仪表制造表现为规模收益递减。
表1 行业相对效率分析
样本次序
综合效率
纯技术效率
规模效率
规模报酬
医药制造业
1.000
1.000
1.000
crs
航空航天器制造业
0.887
0.896
0.990
irs
电子及通信设备制造业
1.000
1.000
1.000
crs
电子计算机及办公设备制造业
1.000
1.000
1.000
crs
医疗设备及仪器仪表制造业
0.893
1.000
0.893
drs
平均值
0.956
0.979
0.977
注:irs, crs,drs,分别表示规模收益递增、不变、递减。
(2)投入冗余与产出不足
表2 行业投入冗余或产出不足
行业
投入冗余
产出不足
新产品开发经费支出
R&D经费内部支出
新产品销售收入
专利申请数
医药制造业
航空航天器制造业
1434.639
56290.174
37.683
电子及通信设备制造业
电子计算机及办公设备制造业
医疗设备及仪器仪表制造业
平均
1434.639
56290.174
37.683
从行业的角度分析,我国高新技术产业大型企业中除航空航天器制造业外,都达到了DEA有效(见表2)工商管理论文,即不存在DEA改进的余地。航空航天器制造业存在投入冗余或产出不足,在产出既定时,应增加新产品开发经费支出1434.639万元,或者在投入既定时,新产品销售收入增加56290.174万元,专利申请数增加38项,才能达到DEA有效。
2.以年份为决策单元的相对效率分析
从年份看,我国高新技术产业大型企业研发相对效率有效年份为1995、1997、1998、2000、2004。根据DEA有效(C2R)既是规模有效也是技术有效的原理,对这五年目前的R&D投入来说,除非增加一种或多种新的投入,否则无法再增加产出量,或除非减少某些种类的产出,否则无法减少投入量。根据DEA理论的“投影”定理,可计算出使非DEA(C2 R)有效的各决策单元转变为DEA有效的目标改进值(表3)。1996年在保持现有产出水平的前提下,应减少新产品开发经费支出43361.809万元,同时减少R&D经费内部支出19206.876万元,或者增加新产品销售收入523012.716万元,增加专利申请数77项,才可使决策单元的R&D投入绩效转变为DEA有效。在出现投入冗余和产出不足的年份中,新产品销售收入冗余占全部新产品销售收入的比重最大的年份为1996年,投入冗余占到了12.96%,,其次是2002年,投入冗余占比为3.65%工商管理论文,其余年份均在1%左右。也就是说,1996和2002年应大幅削减新产品开发经费支出,才有可能达到DEA有效。对于R&D经费内部支出的冗余占全部R&D经费内部支出的比重最大的年份为1996,占比为2.19%,其次为2002年,其余年份占比都相对来说较低免费论文。因此可以看出,在1996和2002年出现了大量的投入冗余,应大幅度削减这些年份的新产品开发经费支出和R&D内部经费支出。对于产出不足问题,1996年和2002年出现了明显的产出不足,尤其是新产品销售收入。
表3 年度相对效率分析及投入冗余或产出不足
年份
综合
效率
纯技术效率
规模效率
规模报酬
投入冗余
产出不足
新产品开发经费支出
R&D经费
内部支出
新产品销售收入
专利申请数
1995
1.000
1.000
1.000
crs
1996
0.278
0.524
0.531
drs
43361.809
19206.876
523012.716
76.290
1997
1.000
1.000
1.000
crs
1998
1.000
1.000
1.000
crs
1999
0.886
0.938
0.945
irs
8019.430
121932.234
3.399
2000
1.000
1.000
1.000
crs
2001
0.569
0.678
0.839
drs
3526.611
3273.362
229501.027
52.333
2002
0.153
0.369
0.415
drs
53837.601
48457.798
749082.579
100.822
2003
0.699
1.000
0.699
drs
2004
1.000
1.000
1.000
crs
2005
0.633
0.663
0.955
irs
1327.376
184607.76
23.359
2006
0.567
0.805
0.704
drs
10776.720
10581.807
168204.741
31.543
2007
0.211
0.455
0.464
drs
42849.723
36542.523
574193.639
87.532
平均值
0.692
0.802
0.812
三、影响全要素生产率变动的因素分解
我国高新技术产业大型企业R&D效率malmquist指数的平均增长率为1.1%(见表4),这说明在13年间我国高新技术产业大型企业R&D效率有所提高,主要原因是技术进步率上升了2.6%,除此之外技术效率、纯技术效率、规模效率均有了不同程度的下降。从时间序列来分析,2000年malmquist指数增长幅度最大,平均增长率为73.8%,1998年下降幅度最大,为44.6%工商管理论文,这可能成为全国malmquist指数增长幅度不大的原因之一。我国高新技术产业大型企业malmquist指数波动幅度较大。
表4 全要素生产率变动的影响因素分解
年份
效率变化
技术进步
纯技术效率
规模效率
全要素生产率
1996
0.941
1.248
0.960
0.980
1.175
1997
0.907
0.618
0.939
0.966
0.561
1998
1.218
0.455
1.134
1.074
0.554
1999
0.950
1.614
0.945
1.005
1.533
2000
0.953
1.823
1.052
0.906
1.738
2001
1.033
1.255
0.966
1.069
1.297
2002
0.966
1.339
0.955
1.011
1.293
2003
0.892
0.712
0.904
0.987
0.635
2004
1.116
1.495
1.148
0.973
1.669
2005
1.093
0.617
1.051
1.040
0.674
2006
1.001
1.209
0.993
1.008
1.211
2007
0.822
0.984
0.940
0.874
0.809
平均值
0.986
1.026
0.996
0.990
1.011
注:全要素生产率变化指数=技术进步变化指数×纯技术效率变化指数×规模效率变化指数。
我国高技术产业五大行业R&D活动的技术进步率平均增长了2.6%,全要素生产率平均增长了1.1%,规模效率平均降低了1%,纯技术效率平均降低了0.4%。表明我国高新技术产业大型企业五大行业R&D活动取得了技术进步和全要素生产率小幅提高,但企业纯技术效率、规模效率出现小幅下降趋势。五大高技术行业中,除了医药制造业、航空航天器制造业R&D活动的技术进步率和全要素生产率降低外,电子及通信设备制造业、电子计算机及办公设备制造业、医疗器械及仪器仪表制造业的R&D活动的技术进步率和全要素生产率都取得了明显提高(见表5)。
表5我国高新技术产业大型企业行业Malmquist指数
行业
效率
变化
技术
进步
纯技术效率
规模
效率
全要素生产率
医药制造业
1.000
0.972
1.000
1.000
0.972
航空航天器制造业
0.970
0.931
1.009
0.961
0.903
电子及通信设备制造业
0.966
1.052
0.978
0.987
1.016
电子计算机及办公设备制造业
0.984
1.081
0.994
0.990
1.064
医疗设备及仪器仪表制造业
1.009
1.103
1.000
1.009
1.113
平均
0.986
1.026
0.996
0.990
1.011
三、结论
采用相对效率和Malmquist生产率指数对我国高新技术产业大型企业R&D效率进行研究,结果表明,全要素生产率的增长,其中主要是技术进步的贡献[5],全要素生产率年度间波动幅度较大,反映了我国高新技术产业大型企业创新能力不足,尤其是航空航天器制造业甚至出现效率低下的现象。
参考文献
[1]李军.中国各地区R&D投入效率评估[D].重庆大学.2007
[2]师萍.科技投入制度与绩效评价[M].经济科学出版社.2004
[3]马京奎,张为民.中国高技术产业统计年鉴[M].中国统计出版社.2008
[4]盛昭瀚.DEA理论、方法与应用[M].科学出版社.1996
政策催生“西部经济增长极”
《关中―天水经济区发展规划》(以下简称《规划》)根据资源环境承载能力、现有开发强度和发展潜力,明确了空间布局,提出了生产力空间布局的框架体系;另一方面,在此基础上提出了航空航天、装备制造、资源加工、文化、旅游和现代服务业等产业发展,交通、能源、水利、信息、市政等基础设施建设,生态建设、环境保护和资源节约、新农村建设以及公共服务等方面的一系列工程和项目。国家将西部大开发的核心锁定在该区域是基于打造中国未来十年经济发展增长极。这将关中一天水经济区正式上升到了与上海浦东新区、天津滨海新区、武汉长沙城市群同等的国家战略层面,我们预期,《规划》的逐步实施,将促使该区域与成渝经济区一起成为国家新的经济增长极―“西三角”。
投资策略
科技驱动的装备制造业将最具竞争优势
西安是我国高科科技含量较高的装备制造业群聚的城市,尤其在航空航天、电子、兵器等领域具有明显优势。关中地区以科技为先导建立起来的装备制造业,占陕西省装备制造业的97%,装备制造业同样是甘肃省天水市的支柱产业。由于该区域有着雄厚的科技优势,随着西安产业吸引力的增强和科技转换为生产力能力的增强,西安的相关科技产业将会出现新的技术突破和产业升级,带动相关上市公实现跨越式发展。如:秦川发展、航空动力、航天动力、陕鼓动力、西飞国际、中国西电等。
电子器件、通信、传媒将迎来发展机遇
关天经济区的电子元器件、通信、信息技术产业配套优势突出,政府鼓励相关产业发展的力度持续增强,但该区域尚未出现这几大产业的强上市公司。我们预期,在半导体集成电路研产方面具有雄厚技术优势的华天科技、转型液晶玻璃生产的彩虹股份、正在蜕变为军工通信产品制造商的*ST烽火都将迎来跨越式发展机遇。
在传媒方面,广电网络借资产重组和整体上市,在区域垄断经营的背景下,付费项目销售日渐成熟,而“三网融合”又给该公司带来新的发展契机。
内需提增 大消费持续受益
该区域承接转移能力的增强和产业升级,西安GDP和职工工资稳定增长,带来人均可支配收入和消费支出的上升。据昆明和沈阳园博会的经验,2011年西安园博会的召开将会给西安的旅游业、批发零售类带来确定性增长,会提振消费,带来服务业的繁荣。而与此相关的广电网络、西安旅游、西安饮食、开元控股、西安民生将受益。
受益于大规模基础设施建设的房地产、基建类
随着大型基建项目陆续动工,本区域的基建类企业将持续受益。此外,中、东部产业向关中转移进度加快,以及城镇化的加速推进,关中城镇人口的积聚效应将逐步曾强,必将增加住宅和商业地产需求,从而带动房地产、建筑基建等相关行业的需求。如天地源、*ST博通、*ST建机、*ST秦岭。
加速绩差公司“涅磐”
关键词:高科技产业;经济发展;社会进步;科学发展观
中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)34-0195-02
一、中国高技术产业概况
高技术在科学技术和社会经济发展中都有着极其重要的作用,高技术具有高效益、高智能、高投入、高驱动、高竞争、高风险和高速度的特征。中国发展科学技术产业涉及并不晚,1955年中央便出台大力发展科学技术的政策,但是真正意义上的高技术产业于1978年后才渐渐地在中国起步。主要始于沿海经济开发区,之后逐渐的蔓延到上海,辽东半岛等靠海经济开发区,近些年来以沿海为依托,辐射到内陆。发展至今,取得了一定的成绩,并呈现出如下特点:
(一)各项经济指标逐年增加
中国高技术产业近十年来的发展势头良好,随着进入高技术产业的企业的增加,产值逐年增长,越来越多的劳动者从事高技术产业。由于产值的提高,利润和利税也呈逐年上升的态势,对国家经济总产值和财政税收也是有帮助作用的。
(二)各行业发展不平衡
中国高技术产业涵盖医药制造业、航空航天器制造业、电子及通信设备制造业、电子计算机及办公设备制造业、医疗设备及仪器仪表制造业。
纵观整个年总产值图(见图1),电子及通信设备制造业的年工业总产值一直处于遥遥领先的地位,其次是电子计算机及办公设备的年总产值,医疗设备及仪器仪表一直处于落后的位置,说明中国高技术中各行业的发展存在明显的差异。
(三)高技术产业在航空和医疗领域有待开发
中国高技术产业主要集中于电子设备制造和计算机及其相关行业,涉及医疗和航空的高技术产业,其产值都远远低于电子行业。而医疗和航空航天领域也是最能体现一国自主创新能力和综合国力的重要方面,所以中国在航空航天和医疗领域的高技术运用及产业化,还有待进一步的开发。
图1各制造业年工业总产值(单位:亿元)
数据来源:《中国高技术产业统计年鉴》。
二、中国高技术产业同国民经济关系的实证分析
(一) 数据和计量模型
本文依据“技术是经济增长的重要因素”这一理论,建立下面这个计量模型来检验在中国,高技术产业是否已成为经济增长的主要因素。
我们建立只有一个解释变量和被解释变量的简单计量模型,并假设中国GDP值与中国高技术产业总产值存在线性关系。用如下方程(1)表示:
Y=β1+β2X+ut (1)
LnY=β1+β2LnX+ut (2)
其中,Y是被解释变量,代表中国GDP值,X是解释变量,代表中国高技术产业年总产值。Ut 是残差项,表示除X之外的所有影响GDP的因素,β1和β2都是待估计的系数。对上式进行差分,得出如下方程:
ΔLnY=β1+β2ΔLnX+ut (3)
我们选取的计量数据为1995―2007年的年GDP值和高技术产业总产值,数据来自《中国统计年鉴》、《中国高技术产业统计年鉴》。
(二)实证检验
首先,对GDP和高技术产业总产值的原始数据取自然对数,表示其增长率,然后,我们分别对ΔLnY和ΔLnX做过ADF检验,发现两者在显著性为5%的水平下能通过ADF检验,说明,这两组数据都满足一阶单整的条件,其一阶差分后均为平稳序列。接着,我们探讨这两个数据之间,是否存在因果关系,即对一阶差分后的GDP和一阶差分后的高技术产业总产值,进行格兰杰因果关系检验,但发现,即使在滞后4期的情况下,仍然无法通过检验,说明GDP的增长并不是高技术产业总产值增长的原因;高技术产业总产值增长也不是GDP增长的原因。
没有通过格兰杰因果关系检验,只能说明这两个数据并不互为对方增长的原因,但是不代表他们之间不存在协整关系,即使这两个数据各自都存在长期的波动规律,但是解释变量同被解释变量之间仍然可存在长期稳定的比例关系,所以我们最后对这两组数据进行协整检验。
(三)协整检验
我们先对LnY和LnX进行OLS(普通最小二乘法)回归,得出残差序列e,然后对残差序列e做平稳性检验,在无常数项也无截距项的型式条件下(只有一个变量时),查表得:显著水平为1%的临界值是-2.5658,显著水平为5%的临界值是-1.9393,显著水平为10%的临界值是-1.6156。检验的ADF值通过显著水平在10%时的ADF检验,并接近于5%显著水平下的值,且E(-1)值显著不为0,因此,我们可以得出这样的结果:即GDP同高技术产业总产值存在协整关系,两者存在一个长期稳定的比例关系。最后,我们对ΔLnY和ΔLnX进行OLS(普通最小二乘法)回归及偏相关检验。最终模型回归分析表达式为:
ΔLnGDP=0.087754+0.233444ΔLnHT
由于DW=2.175232,当样本数为13,只有一个解释变量时,du=1.340,符合du
(四)模型检验
对模型进行F检验,F=5.313922>F(1.11)=4.84,所以模型的总体显著性较好。可决系数检验:R2=0.726549,修正后的R2=0.589823,说明样本回归函数对样本点拟合较好,解释变量高技术产业总产值对被解释变量经济增长解释程度高。回归系数显著性检验:t0=1.622451,t1=1.794090,取α=0.05,查t分布表,在自由度为n-2=11下:
t0.025(11)=2.201,│t0│< t0.025(11),│t1│< t0.025(11)
所以接受原假设,说明高技术产业总产值对经济增长没有显著影响。
三、实证结果分析
(一)中国现阶段高技术产业发展水平还不够高
中国现阶段的高技术产业发展存在技术水平不够高、总体发展水平也不够高的境地。尽管中国高技术产业的总产出值是逐年递增的,但是自身的增长的比例仍然不够大,不仅比不上GDP自身的增长率,在GDP的占有份额上也不够大。总体高技术水平相对发达国家,仍然处于比较低下的位置,技术水平不高,也就意味着该技术能带来的附加值不高,从而导致平均产出的低下。
(二)中国现阶段高技术产业投入还不够大
中国在高技术产业研发经费的投入上相当的少,但中国高技术产业总产值还能稳步的上升,一定程度上说明我们的投入产出比有所增加。通过同GDP的对比,我们发现高技术产业总产值的增长速度是远远比不过GDP的,那就意味着在未来的发展中,我们仍然需要加大对高技术产业的扶植力度,在基础科研和研发上提供跟多的经济支持。
(三)中国现阶段高技术产业发展还不平衡
中国现阶段高技术产业发展不平衡主要表现在各行业发展的不平衡和地区之间发展的不平衡。发展最快的当属电子和计算机制造业,医疗和航空航天产业水平相对来说很低下,但是并不意味着发展很快的电子行业都是中国自主研发的高技术所带来的结果,很多可能是依托国外来华加工或者是以合资企业形式所带来的高产值。而相对来说,医疗和航空航天技术需要的自主研发能力就要强得多,因为这些技术,特别是航空航天技术,由于每个国家处于国家安全的角度和保存国家实力的角度来说,技术不容易发生外泄,所以主要还是依托每个国家的自主研发,中国的航空航天事业近几年取得了骄人的成绩,如神七成功实现太空遨游,都说明中国在高技术领域有所突破,但要实现产业化,还将有漫长的道路要走。
四、总结
中国的高技术产业虽然起步晚,总体上发展还不平衡,但它依然处于上升发展的势头。面对高技术产业存在的问题,科学发展观给予了我们解决问题的理论依据,要求做到进一步的推进自主创新,走建设新型创新型国家道路,大力提升中国高技术产业的技术水平、产出水平,提高高技术附加值和市场化程度,此外,面对高技术产业地区发展的不平衡,我们要做到统筹区域协调发展,实行区域间的合作和帮扶,发展水平高的地区要大力的给予发展水平低的地区人力、物力、财力的支持,形成合理的区域发展格局,在总体上提高中国高技术产业的水平。
加大高技术产业的发展力度,是实现中国经济增长方式转变的根本途径,也是实现生产力改革,调整产业和变以牺牲环境和资源为代价的粗放型经济发展模式为走自主创新道路,依靠高科技推动发展的集约型发展模式,解决经济发展同环境资源、社会的矛盾。大力发展高技术,这不仅符合科学发展观全面发展、科学发展、协调发展、可持续发展的要求,也是从根本上实现又好又快发展的先决条件。
参考文献:
[1][美]保罗・萨缪尔森,威廉・诺德豪斯.经济学:第17版[M].北京:人民邮电出版社,2004:10.
摘要:大学生方程式汽车大赛是一项面向在校学生的赛事,在赛车设计与制造过程中,从图纸设计到赛车试制,再到驾驶赛车进行比赛,完全是靠学生亲自动手完成。该赛事对培养车辆工程专业学生的创新实践能力、主动学习能力、动手能力、组织协调能力及团队精神作用明显。北京航空航天大学的AERO方程式赛车队经过7年的建设,已成为培养大学生工程技术能力、社会实践能力的基地,也成为高校对外宣传的一面旗帜。
关键词:大学生方程式汽车大赛;车辆工程;教学改革
中图分类号:G459 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)24-0019-02
一、引言
大学生方程式汽车大赛,英文名称为Formula SAE(简称FSAE),是由各国汽车工程师协会举办的面向在校或毕业7个月以内的本科生或研究生的一项大学生方程式汽车比赛,最初由美国汽车工程师学会于1979年创办,借以培养及训练车辆工程研发设计人才。FSAE要求参赛的学生在8―12个月的时间内设计并制造出一辆在加速、制动、操控性方面有优异表现,并且耐久性能好,符合比赛规定[1],能够顺利完成规则中所有比赛项目的赛车。在与来自世界各地的大学代表队的交流与切磋中,赛事给了车队证明与展示其创造力和工程技术能力的机会。FSAE赛车运动已成为具有巨大全球影响力的世界性大学生工程设计竞赛,由此被誉为“学界的F1方程式赛车”[2]。
由于FSAE项目对于培养高素质综合人才的作用明显,在欧美等发达国家的理工类学校都非常重视FSAE[3]。很多学校都有自己的FSAE车队,他们组织车队参加自己所在区域的比赛,得到学校、汽车公司、社会的支持。与国际FSAE赛车项目相比,中国FSAE项目起步较晚,2010年中国首届FSAE在上海成功举办,首次大赛吸引了国内著名的理工科高校参加,包括清华大学、吉林大学、北京理工大学、北京航空航天大学、湖南大学、同济大学等。目前,FSAE每年10月份举行一次比赛。
大学生方程式赛车是由车架人机、底盘总成、动力总成、电气仪表、车身空动五个部分组成,是一辆纯手工打造的竞技赛车。除了发动机和轮胎轮辋等少数部件之外,每个零件都由车队队员自己精心设计制造。FSAE比赛项目涵盖了赛车设计、制造的各个环节,也涉及到成本分析、工程设计、市场营销几个方面,通过参与赛车项目,工程类学生的专业知识和实践能力都会得到极大的提升。在赛车设计与制造过程中,从图纸设计到赛车试制,完全是靠学生亲自动手完成。学生通过学习、尝试、改进、提高,真正实现了从理论知识到实践能力的跨越,锻炼了学生解决实际工程问题的能力。这种项目式管理的教学方法培养了具有扎实专业基础且知识面广的复合型人才,符合汽车产业对人才的实际需求,因而FSAE赛车活动能够激发学生、学校以及企业的参与热情。同时,车队的组织运营、市场推广、洽谈赞助、财务管理、新闻等均由队员全方位多领域参与,因此,北京航空航天大学AERO方程式赛车队是全面锻炼学生科技创新、组织建设、社会实践的重要基地。
二、车队是培养学生工程技术能力的重要基地
北京航空航天大学是具有航空航天特色和工程技术优势的多科性、开放式、研究型大学,培养学生的技术能力是学校重点的工作内容。设计过程中,队员使用CAD软件对赛车各个零件进行建模,借助CAE软件对零件进行性能仿真和优化。制造装配过程中,车队队员们亲自动手,一个个螺栓、一个个零件地将赛车装配出来,并结合各种仪器设备对赛车进行调校和测试。在车队工作的同学们,当他们面对电脑进行设计的时候,每个人都是一个优秀的汽车工程师,造型、仿真、优化样样精通;当他们面对机器和设备时,又是一个个能工巧匠,车、铣、刨、磨、钻孔、喷漆手到擒来。队员们以一丝不苟的精神、精益求精的态度全心全意地投入其中。研究生导师曾说过,在车队工作过的大四本科生比在读的研究生工程能力都要强,我们要办好车队,成为北航的特色。
三、车队是培养学生社会实践能力的重要基地
车队是北京航空航天大学校内规模较大的学生科技类组织,每年在队队员70余人,分别来自于交通、航空、热能与动力机、计算机、软件、自动化、经济管理、机械、宇航、人文、新媒体等20余个学院十几个专业的本科生和研究生。车队的运行参考航空研究所的体制进行,车队设队长、总工程师和经理,队内分技术与运营两大部门,分设车架组、动力组、电气组、底盘组、空动组、办公室、推广组和商业组共八个大组,每组设组长负责系统事盏耐吵锇才拧C扛鲎橹间的技术及运营问题通过总工程师及经理协调处理。车队定期进行全员大会开展总体工作的布置和工作总结,各小组每周进行技术讨论和设计工作。在重大工程节点举行方案评审会、详细设计评审会、投产前评审会、赛前预答辩等,评审会邀请校内相关领域的专家进行技术把关。队员在车队工作完全可以当做进入工程研究所的过渡阶段,在这里同学们可以按规范文件进行赛车设计,按制度进行技术协调,按部门进行分工协作。队员们不仅在工程技术能力上得到锻炼,在社会实践能力上也得到了充分的锻炼。车队的对外宣传、市场推广、洽谈赞助、联系加工、加工跟产、新闻等都是由学生自主完成。实践证明,一名稚嫩的大三学生进入车队工作,经过一年的车队锻炼将成为独挡一面的技术骨干或宣传能手。
对外宣传是车队的重要工作,队内设有推广组专职负责对外宣传和市场推广。车队拥有两大自主管理的宣传平台“北航AERO方程式赛车队”官方新浪微博和“北京航空航天大学AERO大学生方程式赛车队”微信平台。车队通过这两大公众平台,车队相关信息,与行业知名人士及赞助商进行沟通交流,对北航的杰出人物和突出贡献进行宣传。目前新浪微博有粉丝3700余人,微信公众平台已获北京航空航天大学主体认证,并与国内顶级汽车媒体新浪汽车达成战略合作,宣传视频点击率和转发率颇高,影响较广泛。2015年末与38号车评中心栏目组达成合作,协助拍摄评车节目,展现了北航在汽车行业内的影响力。同年车队代表北航参加了北京电视台筹办的北京市宣传片的录制,该宣传片用于APEC会议及北京市申办冬奥会的宣传使用,AERO车队作为北京市大学生科技创新的代表,作为北航的代表,让世界了解北京、了解北航。
五、结论
北京航空航天大学AERO方程式赛车队经过7年的运行,在车辆工程专业学生培养中做出了巨大的贡献。赛车的设计、制作和参赛锻炼了学生的创新实践能力、主动学习能力、动手能力、组织协调能力及团队精神。对比参与方程式赛车的学生和没有参与赛车的学生,前者的工程能力更强,不管是本科毕业后去工作还是读研,工程能力和工程思维明显大大提高。研究生论文质量也有较大的提升,工作上的表现也有较大的提高。学习教务处的领导也越来越重视该项活动,投入的经费逐年加大,2017年油车和电车同时开工,将有更多的学生受到锻炼、学到知识。
参考文献:
[1]中国大学生方程式大赛组委会.中国FSC大赛规则2015正式版[Z].北京:中国汽车工程协会,2015.
一、战略性贸易政策的理论基础
传统的国际贸易理论认为,在满足完全竞争和不变规模经济的“二维假定”市场条件下,各国专业化生产本国具有比较优势的产品并随后展开自由贸易,可以使参与专业分工与自由贸易国家的整体福利达到最大化。根据这一理论,任何实施贸易保护政策的国家不但会降低世界福利总水平,而且会使本国得不偿失,奉行自由贸易政策是各国的最优选择。但传统理论的假设前提是市场处于完全竞争的状态下,不受任何外力干扰,市场这只看不见的手是资源分配的唯一力量。这种理想化的市场结构在现实生活中并不存在,特别是在汽车、半导体、电子工业、航空产业等高技术产业中,一个显著的特征便是由几家进入较早、已形成巨大成本优势的企业垄断市场,影响市场价格,进而攫取超额垄断利润。这种典型的不完全竞争的市场结构违背了传统理论的假设前提,为了解释在不完全竞争与规模经济存在的前提下,国际贸易发生的动因问题,美国经济学家克鲁格曼等人提出了新贸易理论,从而解释了产业内贸易、研究开发以及企业间的对立等外部经济问题。新贸易理论证明了在存在不完全竞争与规模经济的市场结构中自由贸易的非最优性及政府干预的合理性,并促成了战略性贸易政策理论的形成。战略性贸易理论认为:在不完全竞争和规模经济的条件下,一国政府可以凭借生产补贴、出口补贴、研究与开发补贴、进口关税以及保护国内市场等手段,扶持本国战略性产业成长,培育和增强其在国际市场的竞争力,谋取规模经济收益,并借机夺取竞争对手的市场份额和利润。战略性贸易理论的发展,为国家战略性干预贸易活动提供了理论基础,通过国家干预来培育对于本国具有战略性意义产业的国际竞争力,来达到提高本国总体福利水平的目的。
二、民用航空产业的风险收益特征
1.从民用航空产业的风险角度分析
飞机制造业涉及产业链长、集成度高、相关技术的不稳定性与整合后飞机性能的不确定性导致巨大的研发成本。民用航空工业集中了各领域与工业部门众多的技术方法,涉及广泛的科技领域,如材料学、动力学、电子学等,其产品具有高度的系统复杂性,任何一个涉及领域技术的创新都有可能带来飞机性能的改善。这种相关技术的不定时的变化给民用航空业造成了技术的不稳定性,需要花费大量的资金来协调、整合这些复杂的组成部分。据估计,波音开发747机型时,其成本高达12亿美元,这笔庞大的开发费用大部分用来整合相关技术,使产品达到技术领先与经济性的协调统一,而非单项技术的开发。这对于任何一个生产者来说,前期巨大的资金投入是重要的风险来源。然而,任何飞机在试飞之前都无法预测其各个独立复杂系统之间的配合与协调程度,一旦在试飞或者使用中出现在图纸上无法演示与估计到的致命缺陷时,生产者就将要承担巨大的经济损失与名誉风险。因此,这种技术的不确定性反映了高性能系统本身的复杂性,往往被视为航空产业风险最主要的来源。此外,除研发投入外,生产厂商还要巨额的资金添置设备(如风洞、试验台、机床等)以及维护庞大售后服务网络。飞机制造业前期对大量研发资金(30~60亿美金)的需求、长期流动资金的赤字运作(5~6年)以及成本回收期的滞后(10~14年)都造成行业本身巨大的风险。民机制造业是一个进入壁垒高的寡头垄断性行业,后进入者处于先天的竞争劣势地位。民机从诞生之日起面对的就是全球的市场而非区域市场,以弥补其市场容量小的不足。如今民机产业已经形成了寡头垄断格局,即使后进企业能够开发出一种优秀的产品,但飞机这样的产品需要长时间的安全飞行纪录以获得客户的信任、厂商需要提供多型号的广泛产品线以及维护一个庞大的售后支持系统,后进者很难在短时间内同时实现上述目标以和先入者抗衡。民机制造业的这些特点构成了对后进入者的巨大的风险与挑战,虽然几十年来不断有国家尝试制造飞机,但现实是自1960年以来新进入者只有巴西的Embraer在民机领域生存到了现在,反观许多老牌的飞机制造商或被兼并、或退出、或破产,最终退出了民机制造领域。
2.从民用航空产业的收益角度分析
民机产业具有明显的外部经济效应。首先,航空工业具有明显的技术外溢效应与关联效应。军事部门是民用航空工业技术革新的重要动力来源,军用与商用飞机技术之间有着紧密的联系,而军事部门不但侧重飞机的性能,而且有能力承担巨大的研发费用,这就决定了在技术上与军用飞机一脉相承的商用飞机不仅占据技术上的领先地位,而且大大降低了研发费用与生产成本。同理,航空工业也将自身领先的技术与工艺往往从航空工业外溢至其他相关的上、下游行业。目前,我国在高速列车、飞艇、航模、汽车、压缩机、燃气轮机、纺织机械、复合材料制品等方面已经广泛应用航空工业领域的先进技术,从而大大降低了这些部门的生产成本。此外,航空企业的选址能促进所在地的城市一体化建设。如山西闫良与贵州安顺,都是由于被选择成为航空建设基地而获得社会经济的跨越性发展。规模经济及学习效应。虽然航空工业在建立之初需要投入庞大的建设资金与研发费用,但随着市场份额的扩大与生产规模的提高,会呈现出空前的规模报酬递增效应。也正是由于看到了航空工业市场后期潜在的利润回报,英、德、法等欧洲政府才持续25年为空客注入扶持资金,企图与美国争夺民用航空市场这个大蛋糕。1990年克莱珀的一段话深刻的体现出了学习效应对航空产业的影响:“学习效应最基本的部分出现在飞机装配中。它需要技术和对成千上万个动作进行计时。这种经验在劳动大军中一致现象是飞机生产显示出学习效应的弹性为0.2,也就是说产量每增加一倍,生产成本降低20%。”因此,航空企业一旦在某一种新机型上取得成功,便会以此为基础,不断的改进机身的长短、机翼的大小、发动机的双发和四发等,根据市场地位及技术机遇等派生出一系列机型。如此以来,这种在一种产品中实现的学习效应不仅大大降低了同系列产品的边际成本,还能够为固定使用系列产品的客户节约人员培训、维修等方面的开支,同时也起到了提高客户转换成本的作用,无形中为潜在竞争者树立起了进入壁垒。
三、民航产业的战略性地位
综合航空工业的风险与收益特征,政府之所以愿意为存在极大技术不确定与不稳定性的民用航空工业提供政府补贴、承担巨大的财政开支风险,正是由于这一产业具有军事与经济上的双重战略意义。
1.在军事意义上的战略地位
民用飞机与军用飞机都同样存在产品生命周期问题,但二者的周期并不同步,这就是两个产业产生互补联系的提前条件。军用飞机侧重飞机性能的优越性与技术的先进性的协调,而民用飞机侧重的是成本与可靠性的统一。由于存在外部性,军事领域的先进技术会转移至民用飞机领域,而获得了先进技术支持的民用航空业也会凭借其竞争优势将取得的垄断利润补贴军事部门,在一定程度上消除军费削减和变化对军用航空能力产生的影响。这种技术与生产能力的普及大大降低了军事研发的成本,解除了军用部门的后顾之忧,使其能够专注于技术的领先。在欧美等发达国家,这种民用与军用航空工业的互补已经形成了一种良性循环,所有民用飞机的生产商都是重要的军事合同供应商。1989年,当时世界三大民航业巨头波音、空客、麦道公司军用飞机销售收入占总收入的比例分别达到23.4%、46.1%与55.5%。可以说,这种互补性正是飞机技术能够取得不断革新的动力所在。综上,民用航空产业的发展对增强一国航空武器实力、巩固国防做出了巨大的贡献。因此,从国家安全角度来看,民用航空工业是国家必须高度重视的战略产业。
2.在经济意义上的战略地位
首先,民用航空产业作为典型的高技术产业,具有规模经济与学习效应,在经济中能够创造出“超额租金”,换句话说,在民航业生产所得的回报要远远高于在其他部门所得,这个观点与此前所作的论证是一致的。其次,民航产业还通过创造大量贸易盈余与高薪就业机会,直接拉动GDP的增长。由于民航产业附加值高、与航空制造业、航空运输业、航空服务业等多种行业联系既深入又广泛,使其人才需求的结构呈现多层次、多类型的特点,不仅是典型的资本密集行业,同时也因为能够为社会提供大量的就业机会而成为劳动密集型行业。据一般的国际运营经验表明,民航产业初始投资额与10年后与相关产业的总计产值比例可以高达1:80,并可以为相关产业创造出12倍于民航产业本身就业人数的就业机会。2000年美国航空航天工业及其相关产业共提供了1120万就业机会。2003年欧盟航天航空直接从业人数为41万,而由航天航空工业带来的欧洲就业人数高达120万。民航产业在为国家带来税收收入的同时,还通过国际贸易成为国家出口创汇的重要产业。2001年,航空航天相关产业贡献了585亿美元的出口额,是美国所有“制造业之冠”;2005年,美国航空航天业出口额654亿美元,实现贸易顺差370亿美元,是美国各产业部门中顺差最大的;2005年美国出口民用飞机销售收入220亿美元,贸易顺差达到91亿美元;2004年,欧盟航空航天业营业收入达到750亿欧元,其中59%来自出口。
(沈阳航空航天大学辽宁通用航空研究院,辽宁 沈阳 110136)
【摘 要】协同创新是国家经济社会发展的必然选择。如何构建高效、有序的协同创新中心运行机制是摆在当前的重要任务。文中以“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”为实体对象,从动力机制、共享机制、过程机制和转化机制四个方面探讨其运行机制,该运行机制对我国协同组建团队提供了参考作用,在打造全产业链上具有示范意义。
关键词 通用飞机;协同创新中心;运行机制
Research for operation mechanism of “Collaborative Innovation Center For Advanced General Aircraft Design, Manufacture and Demonstration”
WANG Yue ZHAO Wei-ping TONG Gang ZHAO Li-jie
(Shenyang Aerospace University Liaoning General Aviation Academy, Shenyang Liaoning 110136, China)
【Abstract】Collaborative innovation is the inevitable choice in the development of national economic and social. How to construct an efficient and orderly cooperative innovation center? The operation mechanism is the first important task at present. In this article, The entity object of "Collaborative Innovation Center For Advanced General Aircraft Design, Manufacture and Demonstration" is discussed with the operation mechanism as four aspect, the dynamic mechanism, sharing mechanism, process mechanism and transformation mechanism. The operation mechanism can be as a reference of collaborative team constructing in our country, and it has the demonstration significance in forging the whole industrial chain.
【Key words】General aircraft;Collaborative innovation center;Operation mechanism
基金项目:青年教师自选项目——基于“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”运行机制研究(201330Y)。
作者简介:王悦(1983.07—),女,汉族,河北人,硕士,沈阳航空航天大学辽宁通用航空研究院,工程师,研究方向为教育经济与管理。
0 引言
随着技术交融性的不断加大,协同创新已成为促进当今世界技术发展的新手段。“协同创新”源于协同开放式创新,它通过多元主体之间的互动,引导不同的创新主体深入的合作和资源的整合,产生系统叠加的非线性效用[1],最终实现系统产出的质性飞跃。协同创新的内涵本质是政府、高校、科研机构、企业等为了实现重大科技创新而开展的多元整合的创新组织模式。协同创新是通过国家、地方政府的引导,促进多元利益主体发挥各自的优势进行整合,实现各方的优势互补,从而,加速技术创新和成果产业化活动。而协同创新中心即作为一个载体,肩负着这产业技术的创新与转化的重任。
1 “先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”内涵
“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”,以辽宁省政府为主导,沈阳航空航天大学依托辽宁通用航空研究院组建的,以航空技术学科为主体,以培育通用航空产业为重点,通过与北京航空航天大学、沈阳飞机设计研究所、中航工业空气气动研究院、沈飞等科研院所的深度融合,使其成为支撑我国通用产业发展的核心共性技术研发和转移的重要基地;通过成立辽宁锐翔通用飞机制造有限公司和辽宁锐翔通用航空有限公司,作为制造与运营两个示范企业,从而促进区域创新发展的引领阵地和示范基地。“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”如何高效有序的运转将是本文研究的重点。
2 “先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”运行机制
“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”涉及多元利益主体,其运行机制直接关系到协同效应的产生,“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”的运行由需求引导,创新平台为主体,整合多元力量,共享资源,协同创新,产出转化,共赢效益。为此,“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”主要从动力机制、共享机制、过程机制和转化机制四个方面去研究。
2.1 动力机制
喻汇将协同创新动力机制分为外驱动(或外部推力)和内驱动[2]。随着东北低空空域管理试点及逐步开放,辽宁省委省、政府提出打造“航空强省”的战略部署,把航空产业打造成沈阳经济发展新的增长点和最具竞争潜力的新兴产业。然而,我国通航产业仍处在起步阶段,完整产业链条尚未形成。通用航空产业链上的关键环节包括通用飞机基础研究、设计、制造、适航性和运营管理等,以上环节缺一不可,没有一家单位能够承担所有环节的重大任务,必须强强联合,优势互补。高等学校开展基础研究的需求牵引不足,应用基础研究和关键技术的成果转化率低;航空企业和科研院所型号任务重、关键技术需求多,但其需要依靠外援解决生产过程中存在的问题,开展工程应用研究的核心技术储备不足,研制风险大、周期长。因此,通过强强联合,才能实现多元利益主体的需求和收益,才能构建面向完整通用航空产业链的协同创新联合体。为此,辽宁通用航空研究院为牵头单位,沈阳航空航天大学凭借航空宇航科学与技术及相关学科优势,利用其与北航、中航复材有限责任公司等国内航空高校与企业同生一脉,具有长期、良好的合作基础,再加上沈阳地区航空企事业单位密集的特点,通过当量股份制等一系列制度的激励,突破体制机制障碍,集聚优势资源,培育了“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”。中心通过辽宁省政府的政策支持,市场的拉动,各利益主体预期收益的激励与驱动,使得各利益主体共享政策、资金、技术、人才、信息、设备,以项目为抓手,突破通用飞机的若干关键技术,形成一批标志性的重大成果,共同打造通航全产业链,从而达到与各自需求相匹配的合作期望。
2.2 共享机制
资源共享强调多元利益主体责任与利益相统一。资源共享不仅强调相互融合,同时也强调多元利益主体对有价值资源的追求,使资源占有者价值得到承认。因此,资源共享并不是单一地强调多方共同拥有、共同使用,同时包含了参与各方的付出并通过共享获得利益。“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”整合通用飞机设计制造运营管理的人才队伍、仪器设备、科研平台、资金、信息等资源,以“当量股份制”作为投入和分配机制,建立动态、高效、融合的协同创新体系。融合的资源对协同体单位高度开放,理事会对各单位投入的资源进行筛选评估确定所占当量股份比例,由科学发展咨询委员会和理事会每三年进行一次重新评估,动态调整当量股比,各协同体的收益则按照评估折算各协同体所占的当量股份比率进行分配。
2.3 过程机制
在“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”中,以重大项目为牵引,优化以任务需求为导向的资源配置方式,各协同体单位是中心股东,按自愿原则,各协同体协商约定投入中心的人、财、物等资源,进行资源整合,构建持续创新的科研组织模式,从而进入实质性的协同创新阶段。
2.4 转化机制
Wahab等将创新成果的转化途径分为市场与非市场两种,获得的效益为经济效益和社会效益[3]。“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”研究制造了一款立体遥感型全锂电无人机SY1,于2012年5月成功首飞;国内首架燃料电池动力无人机LN60,于2012年7月成功首飞;增加中航工业复合材料有限责任公司组建联合团队,进行了全复合材料双座电动轻型运动飞机RX1E有人飞机研制,2013年6月成功首飞,2014年11月,在珠海航展上进行展示并空中表演,是航展上唯一一架新能源通用飞机,2015年顺利通过适航认证,是世界上第一款通过适航认证的双座电动轻型运动飞机。打入市场后,获得了28架订单,收到了良好的经济效益。依托这三个型号,组建了低雷诺数通用飞机气动布局、高效螺旋桨设计理论与方法等多个共性关键技术创新团队,取得理论与技术上的重大突破,重点突破了通用飞机总体与气动技术、复合材料结构优化设计技术、新能源动力系统与适航技术、复合材料通用飞机制造技术以及运营管理等关键技术。同时,建设了“大学生飞行器创新实践基地”、“先进通用飞机设计制造基地”和“通用飞机飞行实践基地”三大基地,遵循创新人才培养规律,针对不同层次人才培养需求,构建科学创新实践体系和一流实践环境,有力支撑先进通用飞机设计、制造与运营领域人才创新能力的提升。构建了多元化成果转化与辐射模式,取得了良好的经济效益和社会效益,促进了辽宁通用航空产业发展。
3 结语
本文以“先进通用飞机设计制造与示范协同创新中心”为实体对象,系统的分析了该中心的动力机制、共享机制、过程机制和转化机制四大运行机制,其实践性更强,对我国协同组建团队,打造全产业链具有示范作用。
参考文献
[1]郑刚.基于IM视角的企业技术创新过程中各要素全面协同机制研究[D].浙江大学,2004.
[2]喻汇.基于技术联盟的企业协同创新系统研究[J].工业技术经济,2009(04):124-128.
摘要:加强专业特色建设是高校在高等教育大众化形式下的必然选择,也是提高人才培养质量的切入点和立足点。本文从专业人才培养方案、课程体系整合优化、学生工程实践和创新能力培养三个方面阐述了凸显“航空电子”特色的电子信息工程专业建设的具体措施,为应用型大学的专业建设教学改革提供了经验和范例。
关键词:专业建设;电子信息工程;航空电子
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)13-0126-02
随着电子信息技术渗透到社会生活的各个角落,电子信息产业获得了飞速发展,国内外高新技术企业对具有综合电子信息分析和设计能力的创新人才需求旺盛。沈阳航空航天大学是一所以航空宇航为特色,以工为主,工、理、文、经、管等学科协调发展的多科性高等院校,是教育部、中航工业集团公司与辽宁省三方共建高校,是国防科工局与辽宁省共建高校。根据学校的具体定位和办学宗旨,我校电子信息工程专业以航空航天、国防企事业单位和东北老工业基地经济建设为主要服务对象,以培养“航空电子”特色人才为目标,探索出了一条特色鲜明的专业建设道路。下面将从专业建设的人才培养方案改革、课程体系优化、学生工程实践和创新能力培养三个方面进行阐述。
一、体现“航空电子”特色的专业人才培养方案
结合我校的总体发展目标与定位,对电子信息工程专业的培养目标与能力标准进行广泛调研和讨论,了解社会与行业需求,认真考虑用人单位的反馈意见,聘用企业、研究所等多单位的高级技术人员作为本专业兼职教师,参与培养计划的制定。秉承“重视基础、强化实践、突出特色”的教育理念,从人才培养方案的顶层设计入手,制定了体现“航空电子”特色的电子信息工程专业人才培养方案。重视数理知识及学科基础理论,依托学院优势课程、实验教学基地、科学研究平台与师资队伍,联合航空航天和电子领域的企业,强化实践教学体系。
以省级精品课、省级精品资源共享课和校级精品课为基础,以质量工程建设为指引,探索以“工程认知―工程实验―工程设计―工程实施”能力培养为主线,设计了“核心课程+专业模块”的理论教学体系,设置了“航空电子”方向模块,构建了“多层次,多类别”的实践教学体系,制订了相应的人才培养管理运行机制,构建了突出“航空电子”特色、通才与专才相结合、共性和个性相结合、个人发展与行业需求相结合的电子信息类工程创新型、应用型人才培养体系。
二、突出“航空电子”特色的课程体系优化整合
1.优化课程设置,加强核心课程群建设。授课内容紧跟新技术发展方向,定期组织教师讨论教学大纲,去兄弟院校进行调研,保证培养出来的学生能够紧跟社会发展的需求。结合电子类企业需求,归纳出所需知识点和相应的技能要求,在此基础上组建相应课程群,目前确立了四大课程群:信号处理课程群、电子系统设计课程群、计算机类课程群、航空电子课程群。
2.与企业需求接轨,紧跟新技术发展开设课程。与用人单位密切联系,认真研究电子信息领域的发展趋势,增加了《嵌入式系统设计》、《虚拟仪器技术》、《电子信息工程专业导论》、《软件开发综合实训》、《专业工程设计》、《专业工程实习》等产学研课程和课程设计,保证了课程内容与电子信息领域发展的一致。将电子技术类课程、单片机课程前移,确保学生尽早感知专业、步入专业。在专业教育选修平台加入业务和前沿知识模块,紧跟行业发展的趋势及企业用人需求,确保学生就业后上手快。实践教学环节采用先进的电子元器件、先进的实验仪器设备和实验装置、先进的现代设计工具和设计方法,使学生在得到实践锻炼的同时,与新技术、社会需求和学科发展接轨。
3.设置“航空电子”方向模块,突出“航空电子”特色。在保留原有信号处理方向的基础上,新开设“航空电子”方向课程,开设“卫星导航原理与应用”、“雷达原理与系统”和“航空电子系统”等体现航空电子专业特色的课程。另外,电子信息工程专业本科生在大四开始可自主选择专业方向。
三、强化学生工程实践和创新能力培养