仪器类

2017-03-25

一、自动化测试与控制系

自动化测试与控制系成立于1998年,由原精密仪器及机械、电磁测量技术、自动化仪表与控制技术和电子仪器及测量技术等专业合并成立。在苏联专家指导下,1955年哈工大创建了精密仪器专业,1956年创建了电磁测量技术专业,1959年创建了自动化仪表与控制系统专业,1962年创建了电子仪器及测量技术专业。这些专业是我国成立最早的一批专业,建国初期为我国培养了一批高水平学术带头人和专家。

目前,系设有8个研究所,2个本科专业:测控技术与仪器专业和光电信息科学与工程专业(光电仪器方向)。其中测控技术与仪器专业包括精密仪器和电子测量技术与仪器两个方向;2个实验中心:测控技术与仪器实验中心和光电信息工程实验中心;1个面向全校开课的技术基础课教研室及实验室:公差与仪器零件教研室、实验室。全系现有教师107人,教授33人,副教授45人。其中,国家千人计划、长江学者讲座教授、跨/新世纪人才等高端人才6人,国务院学位委员会学科评议组召集人1人,博士生导师36人,省教学名师2人。在45岁以下教师和研究队伍中,博士化率达93%。本系拥有1个国防科技创新团队和1个教育部创新团队,1个国防技术研究应用中心,2个省部级重点实验室和工程研究中心,1个国家级创新引智基地;获国家发明一等奖1项,二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,三等奖1项,省部级科技进步奖25项,省部级教学(材)成果奖5项,出版教材、专著26部;国家级精品课程1门、教育部双语示范课程1门、省级精品课程2门、校级精品课程5门;省级教学成果奖6项;出版教材18本,其中国家“十一五”规划教材13本、专著2部。现有在校生1014人,其中本科生632人,硕士生284人,博士生180人。

自动化测试与控制系有雄厚的教学、科研实力。现有1个国家级重点一级学科:仪器科学与技术;2个国家级重点二级学科:光电信息技术与仪器工程(原精密仪器及机械)和测试计量技术及仪器。哈工大仪器科学与技术学科综合水平在全国仪器科学与技术学科2012年的评估中名列第4。现有1个博士后流动站、1个一级学科博士点、2个二级学科博士点、2个硕士点、1个长江学者奖励计划特聘教授岗。仪器科学与技术学科形成了超精密仪器技术与工程、自动化测试与控制技术和光电测量与等效试验技术等三个特色优势方向。坚持面向尖端装备制造、航天、国防和高端科学仪器等领域的重大需求,形成了系统完成重大技术基础研究、关键技术攻关、高端专用测量仪器与实验装备研制和工程应用等研究环节的研究模式。突破多项重大关键技术,研制成功诸如国内第一台超精密特种形状测量仪、第一台圆柱度测量国家标准装置、第一台深微孔径测量军工最高标准装置、第一台激光核聚变靶标瞄准装置等一批具有国际先进或领先水平的大型高端仪器;研制成功了某型高性能成像制导系统、军用飞机光学吊仓、星光导航等光学成像系统,并已定型列装;研制成功了各类光学、激光和无线电制导武器,以及卫星、飞机等40余种型号武器装备的自动测试系统,并已定型列装,部分型号出口,成为我国航空航天国防自动测试领域的标准技术。

2006年由谭久彬教授领导的超精密光机电一体化仪器工程研究团队荣获国家技术发明一等奖,近三年承担国家科技重大专项、国家重大科学仪器设备开发专项、国家高新技术研究发展计划(863项目)、自然科学基金等项目210余项;科研经费连续2年超过2亿元。近五年发表论文800余篇,SCI论文300余篇,SCI他引380余篇次;获中外发明专利200余项,其中发明专利授权230余项;获国家技术发明奖一等奖1项、国家技术发明奖二等奖2项、国家科技进步奖特等奖1项,二等奖1项、省部级一等奖6项。

哈尔滨工业大学以国际化一流大学作为自己的办学目标。国际化的思维、有效的国际交流是达到这一目标的保证。学科每隔两年举办一次国际学术会议,届时来自十几个科技发达国家的专家学者莅临我学科和专业作讲学和科研研讨,为本科生、研究生提供了非常好的国际学术交流平台,也是他们运用外语直接探讨学术问题的绝好机会。

学科常年聘请国内外知名教授、世界著名学者多位,如英国皇家工程院院士牛津大学的Wilson教授、英国Wawick大学的Whitehouse教授、德国联邦物理研究院(PTB)的Boss教授、Abou-ied教授和Jusko教授、Chetwynd博士,美国NIST(美国国家标准与技术研究院)的TedVorburger博士为顾问教授;日本农工大学梅田伦宏博士为兼职博导;我校首席海外学术顾问、国家友谊奖获得者法国INSA的I.E.Magnin教授,法国国家科学院的ZhuYuemin教授—兼职博导,法国INSA的DidierVray教授—顾问教授。他们来校短期讲学,提出建设性意见,提供国内外交流的渠道,联合指导研究生。

我系从2016年起按“仪器类”大类专业招生,分为测控技术与仪器专业—精密仪器方向,测控技术与仪器专业—电子测量技术与仪器方向,光电信息科学与工程专业—光电仪器方向三个专业方向。

一、仪器类专业培养目标

培养系统掌握仪器类专业基础理论知识,具有创新精神、团队合作和实践能力,在仪器科学与技术领域具有国际竞争力的拔尖创新人才。可从事相关领域的科学研究、设计、开发、教学和管理等方面工作,毕业后经过几年学习深造或工作达到以下要求:

(1)为事业成功和终身学习做好准备;

(2)具有在仪器科学与技术等相关领域进行工程开发和设计等相关能力,包括阐述问题、创造性思维、有效沟通、信息综合以及与他人合作的能力;

(3)掌握仪器系统分析方法,包括解决复杂工程问题时所需要的数理、光学、机械、控制和计算机基础知识,以及传感、测量和仪器设计等专业知识;

(4)具有现代工程应用的实验和数据分析能力;

(5)够在工作团队中担任组织管理角色;

(6)具备工程师的职业和道德责任。

二、测控技术与仪器专业

  1. 专业简介

测控技术与仪器专业是国防重点专业,工信部重点专业和教育部首批卓越工程师计划试点专业,隶属于信息技术领域的仪器科学与技术学科。该学科是国家重点学科,2012年在全国同类学科的评估中名列第四,具有很高的学术声誉。本专业始终瞄准高科技前沿和国家重点攻关项目,密切结合航天和国防尖端技术的前沿需求,开展科学研究与工程关键技术研究,形成了以航天、航空、先进装备与信息装备制造为背景,以超精密测试技术与装备、自动化综合测试与控制主要特色的专业方向。近三年累计科研经费超过4亿元。

本专业重视培养学生的工程实践能力和创新能力,专业实验中心对学生全天开放,为学生创造良好的实验条件。近三年,在国际和全国大学生各类竞赛中,获得国家一等奖5项,二等奖13项,省级一等奖5项。

  1. 专业特色

本专业主要研究信息的获取、传输、分析处理及应用、精密光机电一体化仪器工程、自动化测试与控制系统等方面的理论与技术,具有综合性、交叉性和前沿性的特点。是精密机械、电子光学、电子、计算机与信息技术多学科相互交叉而形成的高新技术密集型综合专业;借助新原理仪器技术和理论,为自然科学研究的新进展和重大突破提供创新手段;新原理仪器技术的发明直接引领了科学技术的跨越式发展,促成了如纳米技术等一大批新兴学科分支的诞生,对高新科技与工业的发展和社会进步具有重要的引领作用和推动作用。

在国家教育部新一期学科评估中,排名全国第四

始建立于1955年,是全国最早成立的仪器类专业

教育部高等学校仪器科学与技术教学指导委员会副主任委员单位

国务院学位委员会首批批准建立硕士、博士学位授予单位和博士后流动站

教育部首批“卓越工程师培养计划”专业

2014年通过全国工程教育专业认证

工信部重点专业

国防特色专业

  1. 师资力量

本专业所属一级学科为仪器科学与技术学科,包括两个二级学科:光电信息技术与仪器工程(原精密仪器及机械)和测试计量技术及仪器,师资来源于这两个二级学科。现有教师107人,教授33人,副教授45人。其中,国家千人计划、长江学者讲座教授、跨/新世纪人才等高端人才6人,国务院学位委员会学科评议组召集人1人,博士生导师36人,省教学名师2人,留学回国人员27人,实验室教学人员7人,目前,本专业的教师中具有博士学位和正在攻读博士学位的占45岁以下教师总数的95%,为一支结构合理,年富力强,高学历的教师队伍。

  1. 课程体系

本专业的学生主要学习五大类课程:精密机械、电工电子及计算机系列、光电检测、仪器设计和测控系列课程。受到精密光机电仪器和测控系统的设计和开发的基本训练。

  1. 就业去向

本专业培养的毕业生有65%以上进入国内外知名高校攻读硕士学位,其他毕业生主要进入国内知名科研院所、技术开发类企业以及事业单位从事技术研究或管理工作,大多数到航空航天(航天科工、航天科技、中航工业和中国商飞等)、信息通讯(华为、中兴等)等行业的科研院所和高校、三资企业(如美国安捷伦、是德科技、NI和TI等)及大中型国有企业就业。

国内主要深造院校:清华、我校

境外深造院校:斯坦福大学、耶鲁、牛津大学、帝国理工、悉尼大学、康奈尔大学、华威大学等世界百强高校

就业单位:航天科工和航天科技集团所属院所、中国商飞、中车集团、长春光机所、华为、中兴、Intel、美国安捷伦、GE、NI和TI等

  1. 科研成就

本专业国防特色突出,发展势头强劲,在仪器科学与技术研究领域取得了一系列重要成果,为我国的航天和国防事业以及国民经济的发展做出了应有的贡献,在国内外享有较高声誉。

近三年获国家科技重大专项、国家重大科学仪器设备开发专项、863、自然科学基金等项目210余项。科研经费连续2年超过2亿元。近五年发表论文800余篇,SCI论文300余篇,SCI他引380余篇次;获中外发明专利200余项,其中发明专利授权230余项;获国家技术发明奖一等奖1项、国家技术发明奖二等奖2项、国家科技进步奖特等奖1项,二等奖1项、省部级一等奖6项。

 

三、光电信息科学与工程专业(光电仪器方向)

  1. 专业简介

本专业是我国在2003年国家首批成立的“光电信息工程”专业之一,2012年教育部专业目录调整为“光电信息科学与工程”。本专业隶属国家重点一级学科“仪器科学与技术学科”。可以说是21世纪最具魅力的朝阳产业,具有鲜明的科技前沿性。培养具备光学、机械、电子学、信息和计算机等知识结构、在信息及相关领域有跨学科综合能力和集成创新能力的高级复合型技术人才

  1. 专业特色

专业建设始终瞄准高科技前沿和国家重点攻关项目,形成了以光电信息获取、精密和超精密光电测量技术与仪器、光电传感与测量技术为主要特色的特色专业方向。具有综合性、交叉性和前沿性的特点,对高新科技与工业的发展和社会进步具有重要的引领作用和推动作用。

在国家教育部新一期学科评估中,排名全国第四

始建立于2003年,是全国最早成立的光电信息工程专业

教育部高等学校仪器科学与技术教学指导委员会副主任委员单位

国务院学位委员会首批批准建立硕士、博士学位授予单位和博士后流动站

教育部首批“卓越工程师培养计划”专业

  1. 师资力量

专业具有一支高水平、优秀的教师队伍,几十年来积累和沉淀了丰富的教学、科研、工程方面的成就和经验。现有教学人员60人,其中教授24人(含博士生导师22人),副教授20人,留学回国人员18人,实验室教学人员7人。目前,本专业的教师中具有博士学位和正在攻读博士学位的占45岁以下教师总数的94%,博士率高。既有多位资深的博导,也有中青年主力教师。这支队伍学术水平高,实力雄厚,作风稳健、基础扎实、进步快、冲劲大、能创新,能科研、能教学。学科带头人是2006年哈尔滨工业大学首个国家技术发明一等奖获得者谭久彬教授,还有多位教授学者获得了国家科技进步奖、省部级奖励。

  1. 课程体系

专业课程设置以信息为主线,光和电为两大主干,加上计算机和自动控制等课程,体现了光、电、机、控、计算机相结合的宽基础、综合性强的特点。学生接受光电信息系统的分析、设计、研究方法等方面的基本训练。

  1. 就业去向

本专业培养的毕业生有65%以上进入国内外知名高校攻读硕士学位,其他毕业生主要进入国内知名科研院所、技术开发类企业以及事业单位从事技术研究或管理工作,大多数到航空航天(例如)、信息通讯(华为、中兴等)等行业的科研院所和高校、三资企业(如美国NI、德国TI等)及大中型国有企业就业。

国内主要深造院校:清华、我校

境外深造院校:斯坦福大学、耶鲁、牛津大学、帝国理工、新南威尔士大学等

就业单位:航天各院、长春光机所、华为、中兴、Intel、美国NI等

  1. 科研成就

专业建设始终瞄准高科技前沿和国家重点攻关项目,密切结合航天和国防前沿技术的需求,开展科学研究与工程关键技术研究,取得了一批国内领先或国际先进水平的成果。近年来承担“国家科技重大专项、国家重大仪器设备开发专项”、“973”、“863”、国家自然基金项目100余项。近三年科研经费超过2亿元。获国家技术发明奖一等奖1项、国家技术发明奖二等奖1项,国家科技进步奖二、三等奖各1项,部级科技进步奖一等奖6项、二等奖26项、三等奖21项;申请国际发明专利5项,中国发明专利100余项,已获授权75项;SCI、EI、ISTP检索文章300余篇。

四、国际合作

我系通过与海外知名大学和科研机构签署学生交流和交换协议,组织学生到海外进行学位教育、联合培养、交换学习、合作研究、短期交流、暑期实践、企业实习和参加国际会议等。主要有耶鲁、斯坦福、牛津、帝国理工、佐治亚理工、麦吉尔和悉尼大学等世界一流大学,为进一步拓宽学生海外教育交流项目打下了良好的基础。

利用教育部/外专局重大仪器技术创新引智基地,与国际上测量和仪器领域的著名权威科研部门和大学建立起合作研究和定期交流的稳定联系,共焦显微技术与理论的奠基人,英国皇家工程院院士,牛津大学Vilson教授受聘“千人计划”和“长江学者”讲座教授;与德国联邦物理技术研究院PTB首席科学家Abou-zeid教授,开展激光干涉测量的合作研究。该所还是英国牛津大学&德国联邦物理技术研究院(PTB)的海外学术合作基地,与英国牛津大学、国家物理实验室(NPL)、伯明翰大学、Warwick大学、德国联邦物理技术研究院(PTB)、俄罗斯门捷列夫计量院、俄罗斯科学院和圣彼得堡光机与信息技术大学等有密切学术交流与科研合作,互派学者和研究生。

HIT-INSA中法生物医学图像联合研究中心和哈工大中法学术合作交流基地,通过科研项目合作、联合培养及海外学术合作基地的建设,拓宽国际交流渠道。目前已经建立合作关系的国外合作机构包括:法国国家科学研究院(CNRS)、法国国家应用科学院(INSA_Lyon)、法国国家医学信号与图像应用技术研究中心(CREATIS)、法国特鲁瓦工程技术大学(UTT)。

五、校企合作及联合实验室

本系不仅建有校内实践基地,同时与国内外多个知名企业建立联合实验室及海外实践基地,为本系两个专业卓越工程师培养提供了非常有利的条件。本系目前已经建立的联合实验室及国家级工程教育中心有:

1.2006年成立国际科技合作重点科研机构——HIT-INSA中法生物医学图像联合研究中心;

2.2007年教育部批准建设“自动测试及仪器技术”教育部工程研究中心;

3.2007年“重大仪器技术创新引智基地”入选国家第三批“111计划”建设;

4.谭久彬教授等与英国牛津大学建立海外学术基地,长期互派教师和学生进行交流合作;

5.谭久彬教授等与德国PTB(德国联邦物理研究院)建立海外学术基地,长期互派教师和学生进行交流合作,并与10余个世界一流大学与研究机构建立起稳定的交流与合作关系;

6.刘宛予教授等与法国国家科学研究院建立海外学术基地,并且已建立了首个HIT与INSA的生物医学图像联合研究中心,并申请成为法国国家科学研究院(CNRS)海外实验室(LIA);

7.彭喜元教授团队,依托“自动测试与仪器技术教育部工程中心”分别与航天科工集团二院二部、三院三部、航天科技集团上海卫星工程研究所、中国商飞试飞测试中心建立了“测控技术”、“测试与保障技术”、“卫星测试技术”和“民机试飞测试技术”四个校企联合实验室,并与帝国理工和悉尼大学,共建面向工业互联网高性能计算技术研究的“定制可重构计算技术联合实验室”,构建了“产学研用”一体化的国际化人才培养平台;

8.与自动化仪表领域国际著名公司——德国Endress+Hauser公司合作,建立了国际联合实验室,目前该公司已通过国家级工程实践教育中心审批;2011年,与美国NI公司合作成立了“虚拟仪器联合实验室”;

9.2011年,与广州市风标电子技术有限公司共建PROTEUS仿真实验室和认证培训中心;

10.与法国南锡第一大学(UniversiteHenriPoincare)、法国国家科学研究院(CNRS)等著名大学及研究机构都建立了良好和紧密合作关系。

上述学术研究平台、联合实验室、海外学术基地的建设与持续发展,将为本本系三个专业方向学生创新能力培养提供更高、更好的条件。

六、大类专业招生分流方案

我系从2016年起按“仪器类”大类专业招生,分为测控技术与仪器专业—精密仪器方向,测控技术与仪器专业—电子测量技术与仪器方向,光电信息科学与工程专业—光电仪器方向三个专业方向,其中“测控技术与仪器”和“光电信息科学与工程”是国防特色专业、卓越工程师试点专业及国防重点专业,“测控技术与仪器”是工信部重点专业。

七、科研成果展示

  1. 国家技术发明奖一等奖介绍

项目名称:超精密特种形状测量技术与装置

该成果由超精密光电仪器工程研究所团队经过十八年的系统研究与攻关,提出多模复合静压气浮匀化方法和基准间误差分离方法等,使匀化效应显著提升,原理误差被完全消除;发明了新原理运动基准和误差分离系统,主要技术指标领先于国际同类技术;研制成功国内第一台超精密特种形状测量仪。该类大型专用超精密测量仪器批量装备到我国航天和国防领域,解决了我国航天和尖端国防装备中核心部件的测量难题;同时,研制成功国内第一台基准型圆柱度测量仪,首次建成国家级圆柱度计量标准装置,结束了我国在该技术领域没有国家级计量标准的历史,实现了全国范围内该量值的准确一致。

在该方向上共发表学术论文120余篇,出版专著2部,获授权发明专利60余项,其中国际发明专利授权3项。制定标准18项。该成果获2006年度国家技术发明奖一等奖。

 

  1. 国家技术发明奖二等奖介绍

项目名称:大深径比微/小孔径超精密测量技术与装置

该成果由超精密光电仪器工程研究所团队经过十三年的系统研究与攻关,提出基于双光纤共球耦合和微焦准直的微位移传感方法,将传感器测头径向位移问题转换为激光准直光束偏转问题,从原理上解决了最小测量孔径和最大测量深度受光学系统数值孔径与景深制约的难题;发明新原理测量装置,主要技术指标领先于国际同类技术。研制成功国内第一台大深径比微/小孔计量标准装置与专用超精密级仪器,建成军工计量最高标准装置,首次建立起我国该类量值的先进完整的计量体系,实现了全国范围内该类量值的准确一致。在系列型号武器装备核心器件加工与测量,以及有关型号发动机研制生产中发挥了重要作用。

在该方向上共发表学术论文80余篇,获授权发明专利30余项,其中国际发明专利3项,制定标准5项。该成果获2013年度国家技术发明奖二等奖。

  1. 国家科技重大专项项目介绍

项目名称:超精密光刻机双工件台系统样机研发

国家科技重大专项的目的是实现国家重大科技战略目标,并形成重大战略产品。在“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项中的“光刻机”被誉为尖端装备的“珠穆朗玛峰”。该装备共有六大核心技术亟待突破,其中我校超精密光电仪器工程研究所谭久彬教授牵头承担的“超精密光刻机双工件台系统样机研发”项目包含了其中的三大核心技术,总经费达2亿多元。

超精密光刻机是在纳米精度水平上把光机电控集成在一体的尖端加工与测量装备,可加工出几十纳米,甚至十几纳米线宽的极大规模集成电路芯片。其工作时性能指标在尖端装备发展史上达到空前的水平,如最大运动速度达2.2m/s,最大加速度达60m/s2,这相当于从零加速到100km/h所需的时间为1.3s,超过世界上的任何一款超级跑车的极限启动速度;其同步精度达2nm,相当于两架以1000km/h飞行的飞机,其同步偏差为1μm。

该项目取得重大突破,如由19路双频激光干涉仪构成的空间实时测量系统、零刚度气磁复合隔微振计量框架系统和高速回转换台与调整定位系统的主要技术水平都达到国际前列地位。

  1. 国家科学仪器重大开发专项项目介绍

项目名称:超高分辨率反射式立体层析共焦显微镜研制

国家重大科学仪器开发专项是“十二五”期间启动的重大科技举措,旨在推动国产高端科学仪器的自主创新与产业技术转化。我系超精密光电仪器工程技术研究所于2010年承担了首批启动的国家重大科学仪器开发专项项目“超高分辨率反射式立体层析共焦显微镜研制”,项目总经费4250万元。共完成了4种原理共焦显微仪器开发,其中包括:计量型共焦显微镜、共焦显微轮廓仪、多光谱生物共焦显微镜和荧光生物共焦显微镜。

项目实施过程中,课题组提出一种新的显微仪器原理,实现了光滑高曲率微结构以及宏观光学轮廓无机械扫描探测,解决了国际现代光学计量领域的一个瓶颈问题。所开发的光学仪器对光滑倾斜曲面的探测能力达到88.4°,曲面测量能力超过系统理论极限的82%;一项核心关键技术被收录到国际标准文件。所开发的共焦显微镜仪器分别在兵器205研究所、航天二院25所、哈尔滨医科大学第四附属医院、哈尔滨医科大学基础学部、中国计量院得到初步应用,并与英国诺丁汉大学签署了销售合同。

  1. 国家重大科学工程项目介绍

项目名称:神光III原型装置靶场光电测量

研制了大口径、长焦自准直显微监测仪,首次建立了高精度的靶场正交坐标系,及靶场网络化自动控制系统。设计了适合于真空环境、狭小空间使用的靶面传感器,采用CCD多维成像技术,实现了靶的六维精密定位和多路激光的快速引导,该传感器作为装置建设成功的标志性成果被CCTV报道。高精度、高可靠性、真空洁净环境多束高能激光经几百米的距离传输后作用在几毫米的靶丸上,激光瞄准总体精度要求小于50μm(RMS)。这个精度相当于距离500公里外的位置将一个高尔夫球精确的打入6厘米的洞中。