智能制造工程專業(yè)培養(yǎng)方案

智能制造工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案一、專業(yè)概述智能制造工程主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)及智能服務(wù)三大功能系統(tǒng)以及智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)兩大支撐系統(tǒng)集合而成，是上下游全覆蓋、全流程定制化的高科技生產(chǎn)方式，集機(jī)械、制造、材料、測控、電氣、控制、計算、通信、物聯(lián)網(wǎng)與智能科學(xué)等為一體，已經(jīng)成為具有鮮明多學(xué)科交叉特點的前沿科技。《中國制造2025》明確指出“要加快推動新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平”。為把首都建設(shè)成全國科技創(chuàng)新中心，北京市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會下發(fā)《“智造100”工程實施方案》，推動產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，突破關(guān)鍵技術(shù)，提高智能部件、工業(yè)軟件、裝備及系統(tǒng)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力。在國家及北京市智能制造產(chǎn)業(yè)升級需求牽引下，培養(yǎng)智能制造工程專業(yè)人才迫在眉睫。專業(yè)依托于北京工業(yè)大學(xué)材料與制造學(xué)部。學(xué)部由材料科學(xué)與工程學(xué)院、機(jī)械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院、激光工程研究院、固體微結(jié)構(gòu)與性能研究所組成。目前學(xué)部擁有材料科學(xué)與工程、機(jī)械工程、力學(xué)、儀器科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)工程5個一級學(xué)科，材料學(xué)與光學(xué)工程為國家重點學(xué)科，材料科學(xué)與機(jī)械工程學(xué)科均進(jìn)入QS全球大學(xué)學(xué)科排名前250名。學(xué)部擁有博士后科研流動站3個、博士學(xué)位授權(quán)學(xué)科4個、碩士學(xué)位授權(quán)學(xué)科8個。學(xué)部擁有工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國家工程實驗室和國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心2個國家級科研平臺，教育部重點實驗室、北京市重點實驗室、北京市工程研究中心等12個省部級科研平臺；擁有工程力學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心及機(jī)械工程北京市高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心。學(xué)部擁有雄厚的師資隊伍和高層次人才群體，目前在職教職工417人，包括左鐵鏞院士、聶祚仁院士，國家級教學(xué)名師2人、國家萬人計劃1人、國家百千萬人才7人、教育部長江學(xué)者7人、杰出青年基金獲得者6人、北京市教學(xué)名師5人等大批優(yōu)秀教師，3支國家級教學(xué)團(tuán)隊以及5門國家級精品課程和10余門北京市精品課程核心課程群。學(xué)部已有學(xué)科平臺為培養(yǎng)智能制造工程領(lǐng)域的專業(yè)人才奠定了堅實的硬件基礎(chǔ)與人才資源。二、制定培養(yǎng)方案的思路北京工業(yè)大學(xué)智能制造工程專業(yè)緊密圍繞國家和北京市對先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的迫切需求，結(jié)合北京市科技創(chuàng)新中心建設(shè)目標(biāo)，立足于培養(yǎng)適應(yīng)“基于現(xiàn)代設(shè)計方法的產(chǎn)品智能設(shè)計、基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的分布式協(xié)同制造”的高素質(zhì)復(fù)合型工程人才，為推動首都先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)向“設(shè)計中心”和“管控中心”轉(zhuǎn)型做貢獻(xiàn)。智能制造工程專業(yè)的課程體系以力學(xué)、電學(xué)為基礎(chǔ)，以機(jī)械、材料為抓手，以網(wǎng)絡(luò)、智能為紐帶，以智能制造為核心，以設(shè)計、運(yùn)維為重點，培養(yǎng)國際視野、學(xué)科交叉的復(fù)合型創(chuàng)新人才。學(xué)生通過本課程體系的學(xué)習(xí)，在工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行管理與決策、企業(yè)管理、科學(xué)研究等方面具有扎實的基礎(chǔ)?；菊n程體系根據(jù)智能制造系統(tǒng)的構(gòu)成要素，分為制造工藝、制造裝備、制造性能、制造產(chǎn)品四個維度。（1）制造工藝維度。包括基于MBD的先進(jìn)加工技術(shù)、基于MBD的先進(jìn)成形技術(shù)、智能制造新技術(shù)、基于模型的工程（MBE）等課程。（2）制造裝備維度。包含電路原理與系統(tǒng)（含電工學(xué)、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用）、智能傳感與控制、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)、全集成自動化等課程。（3）制造性能維度。包含理論力學(xué)、應(yīng)用力學(xué)（含材料力學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)）、工程設(shè)計與優(yōu)化方法等課程。（4）制造產(chǎn)品維度。主要包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模、制造運(yùn)營管理等課程。此外，針對智能制造專業(yè)特點，專門開設(shè)了智能裝備軟件設(shè)計、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與深度學(xué)習(xí)、制造信息安全等信息類課程。實踐環(huán)節(jié)重視項目化課程建設(shè)，綜合培養(yǎng)學(xué)生“智能設(shè)計”與“分布式協(xié)同制造”的意識與能力。主要課程包括：機(jī)械工程訓(xùn)練、工程圖學(xué)實踐、電路原理與系統(tǒng)實驗、智能傳感與控制實踐、基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)實踐、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計試驗、智能生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計與仿真、智能制造綜合實踐、認(rèn)識實習(xí)和工作實習(xí)等等。在自主選修課程里，除了學(xué)科前沿導(dǎo)論、學(xué)術(shù)寫作技法外，還特別開設(shè)了創(chuàng)新思維與方法、創(chuàng)新原理與分析、創(chuàng)新設(shè)計與實踐的全流程創(chuàng)新類課程，著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程技術(shù)問題的能力。三、培養(yǎng)目標(biāo)本專業(yè)面向智能制造及可持續(xù)發(fā)展需要，培養(yǎng)適應(yīng)未來科技進(jìn)步，德智體美全面發(fā)展，知識、能力、人格三位一體，掌握機(jī)械、材料、電氣、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等基本原理和知識，工程基礎(chǔ)扎實、專業(yè)知識寬厚、實踐能力突出，獲得良好工程訓(xùn)練，能夠勝任網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造業(yè)態(tài)下的創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計、智能生產(chǎn)管理及智能服務(wù)運(yùn)維，具有繼續(xù)學(xué)習(xí)能力、國際視野、社會責(zé)任、組織協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊精神與職業(yè)道德的創(chuàng)新型人才。畢業(yè)生以智能制造相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)架構(gòu)、規(guī)劃，創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計、智能生產(chǎn)管理和智能服務(wù)運(yùn)維為專業(yè)特長，60%具有從事在京國際企業(yè)總部和國家重點企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃、新產(chǎn)品開發(fā)、全生命周期運(yùn)營管理等工作的能力，30%具有繼續(xù)深造攻讀碩士或出國留學(xué)的能力，10%具備自主創(chuàng)業(yè)的能力。四、畢業(yè)要求及實現(xiàn)矩陣1.畢業(yè)要求（1）能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決智能制造專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題；（2）能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)，并通過文獻(xiàn)研究分析智能制造專業(yè)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；（3）能夠設(shè)計針對智能制造領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制邏輯、智能裝備或系統(tǒng)，并能夠在各環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素；（4）能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對智能制造領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論；（5）能夠針對智能制造領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源，充分利用現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，對復(fù)雜工程問題進(jìn)行模擬與預(yù)測，并能夠理解其局限性；（6）能夠基于智能制造領(lǐng)域相關(guān)背景知識進(jìn)行合理分析，評價專業(yè)工程實踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；（7）能夠理解和評價針對智能制造領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響；（8）具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感，能夠在智能制造專業(yè)實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任；（9）能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊中承擔(dān)個體、團(tuán)隊成員以及負(fù)責(zé)人的角色；（10）能夠就智能制造專業(yè)的復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流；（11）能夠理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用；（12）具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。2.支撐矩陣本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣，詳見表1。表1智能制造工程專業(yè)畢業(yè)要求對培養(yǎng)目標(biāo)的支撐矩陣培養(yǎng)目標(biāo)畢業(yè)要求（√）123456789101112…具有從事在京國際企業(yè)總部和國家重點企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃、新產(chǎn)品開發(fā)、全生命周期運(yùn)營管理等工作的能力√√√√√√√√√具有繼續(xù)深造攻讀碩士或出國留學(xué)的能力√√√√√√√√具備自主創(chuàng)業(yè)的能力√√√√√√√√√本專業(yè)的課程對畢業(yè)要求的支撐矩陣，詳見表2。表2智能制造工程專業(yè)課程對畢業(yè)要求的支撐矩陣課程名稱（含實踐）畢業(yè)要求123456789101112…中國近代史綱要●體育-1●大學(xué)英語（綜合）●高等數(shù)學(xué)(工)-1●●思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)●●●●大學(xué)物理Ⅰ-1●●體育-2●大學(xué)英語（高級）●高等數(shù)學(xué)(工)-2●●線性代數(shù)(工)●●大學(xué)物理Ⅰ-2●●毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論●●體育-3●概率論與數(shù)理統(tǒng)計（工）●●●體育-4●馬克思主義基本原理●●●工程圖學(xué)●●理論力學(xué)●●應(yīng)用力學(xué)●●電路原理與系統(tǒng)Ⅰ●●●基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅰ●●工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅰ●●●●電路原理與系統(tǒng)Ⅱ●●●基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅱ●●機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅰ●●●●工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅱ●●●●智能傳感與控制●●智能制造新技術(shù)●●智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建?！瘛瘛駲C(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅱ●●●●全集成自動化●基于模型的工程●●制造運(yùn)營管理●●●●計算機(jī)語言訓(xùn)練●●●●工程圖學(xué)實踐●●物理實驗-1●軍事理論●軍事訓(xùn)練●應(yīng)用力學(xué)實驗●電路原理與系統(tǒng)實驗●機(jī)械工程訓(xùn)練B●●“中國特色社會主義建設(shè)”實踐●●物理實驗-2●電路原理與系統(tǒng)實踐●基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅱ?qū)嵺`●機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計實驗Ⅰ●●●認(rèn)識實習(xí)●●●●●●創(chuàng)新學(xué)分1●●●●●智能傳感與控制課設(shè)●智能生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計與仿真●●機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計實驗Ⅱ●●●創(chuàng)新學(xué)分2●●●●●智能制造綜合實踐2工作實習(xí)●●●●●●畢業(yè)設(shè)計●●●●●●●●●化學(xué)與環(huán)境●化學(xué)與環(huán)境實驗●工程倫理●●●●經(jīng)濟(jì)管理選修課●通識教育任意選修課●學(xué)術(shù)寫作●新生研討課●●●外語選修課●智能裝備軟件設(shè)計●工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)●互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)●智能倉儲與物流●人工智能與深度學(xué)習(xí)●●高級排產(chǎn)系統(tǒng)與精益化管理●●生產(chǎn)系統(tǒng)信息安全●學(xué)科前沿●創(chuàng)新思維與方法●創(chuàng)新原理與分析●創(chuàng)新設(shè)計與實現(xiàn)●注：●：表示有強(qiáng)相關(guān)關(guān)系；◎：有一般相關(guān)關(guān)系；⊙：有弱相關(guān)關(guān)系五、課程體系及學(xué)分分配本專業(yè)的課程體系及學(xué)分分配，詳見表3。表3智能制造工程專業(yè)課程體系及學(xué)分分配表課程類別課程主題主體課程學(xué)分必修選修通識教育70學(xué)分42.3%理想信念與家國情懷22學(xué)分，13.3%思想政治課程14軍理理論2軍事訓(xùn)練（實踐）2體育課4大類基礎(chǔ)與科學(xué)素養(yǎng)28學(xué)分，16.9%數(shù)學(xué)與自然科學(xué)24計算機(jī)類2物理實驗（實踐）2國際視野與溝通表達(dá)10學(xué)分，6%大學(xué)英語82綜合素質(zhì)與公民責(zé)任10學(xué)分，6%工程經(jīng)濟(jì)與項目管理2文化自信與藝術(shù)鑒賞2科學(xué)探索與創(chuàng)新發(fā)展2道德修養(yǎng)與身心健康2溝通表達(dá)與全球視野2專業(yè)教育95.5學(xué)分57.7%學(xué)科基礎(chǔ)課程39學(xué)分，23.6%學(xué)科基礎(chǔ)課程39專業(yè)發(fā)展選修課程17學(xué)分，10.3%專業(yè)選修課17個性需求選修課程6學(xué)分，3.6%“專業(yè)教育”中理論課程6實踐與創(chuàng)新33.5學(xué)分，20.2%實驗120.5實習(xí)5綜合類課程設(shè)計4畢業(yè)設(shè)計8創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分4六、主干學(xué)科參照《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》（2012）、本科專業(yè)設(shè)置及專業(yè)主干學(xué)科參照表表撰寫（附件10）。七、核心課程本專業(yè)設(shè)置的專業(yè)核心課程，詳見表4。表4智能制造工程專業(yè)專業(yè)核心課程一覽表序號課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注10009551電路原理與系統(tǒng)Ⅰ348480320009553基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅰ232320330009567工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅰ232320440009569電路原理與系統(tǒng)Ⅱ232320450009570基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅱ232320460009552機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅰ232320470009568工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅱ232320580009571智能傳感與控制348480590009572智能制造新技術(shù)2323205100009573智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模2323205110009574機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅱ2323205120009575全集成自動化2323206130009576基于模型的工程2323206140009577制造運(yùn)營管理2323206八、主要實踐環(huán)節(jié)及獨立設(shè)置的主要實驗課程本專業(yè)的主要實踐環(huán)節(jié)及獨立設(shè)置的主要實驗課程，詳見表5。表5智能制造工程專業(yè)主要實踐環(huán)節(jié)及獨立設(shè)置的主要實驗課程項目課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)0003389工程圖學(xué)實踐39009020003087軍事訓(xùn)練2112011220004747機(jī)械工程訓(xùn)練B26006030007069“中國特色社會主義建設(shè)”實踐26406430009578電路原理與系統(tǒng)實踐13003040009579基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅱ?qū)嵺`13003040007227認(rèn)識實習(xí)13003040009580創(chuàng)新學(xué)分126006050009581智能傳感與控制課設(shè)26006050009582智能生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計與仿真13003050009584創(chuàng)新學(xué)分226006060009585智能制造綜合實踐226006060007231工作實習(xí)4120012060007978畢業(yè)設(shè)計824002408獨立設(shè)置的主要實驗課程0007950計算機(jī)語言訓(xùn)練26006010004964物理實驗-113203220009555應(yīng)用力學(xué)實驗13203230009557電路原理與系統(tǒng)實驗13203230004965物理實驗-213203230009556機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計實驗Ⅰ13203240009583機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計實驗Ⅱ13203250003796化學(xué)與環(huán)境實驗0.5150153選修九、特色課程本專業(yè)設(shè)置的特色課程，詳見表6。表6智能制造工程專業(yè)特色課程一覽表序號課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注10009551電路原理與系統(tǒng)Ⅰ348480320009553基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅰ232320330009567工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅰ232320440009569電路原理與系統(tǒng)Ⅱ232320450009570基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅱ232320460009552機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅰ232320470009568工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅱ232320580009571智能傳感與控制348480590009572智能制造新技術(shù)2323205100009573智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模2323205110009574機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅱ2323205120009575全集成自動化2323206130009576基于模型的工程2323206140009577制造運(yùn)營管理2323206十、示范課程本專業(yè)設(shè)置的示范課程，詳見表7。表7智能制造工程專業(yè)示范課程一覽表課程思政（列出5門有代表性課程）序號課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注10008269理論力學(xué)348480220009554應(yīng)用力學(xué)348480330009576基于模型的工程232320640009571智能傳感與控制348480550009573智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模2323205研究型課程序號課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注10009553基于MBD的先進(jìn)制造技術(shù)Ⅰ232320320009571智能傳感與控制348480530009567工程設(shè)計與優(yōu)化方法Ⅰ232320440009552機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計Ⅰ232320450009573智能生產(chǎn)系統(tǒng)與CPS建模2323205線上/線下/線上線下混合式課程（列出5門有代表性課程）序號課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注10009551電路原理與系統(tǒng)Ⅰ348480320008269理論力學(xué)348480230009554應(yīng)用力學(xué)348480340009572智能制造新技術(shù)232320550009575全集成自動化2323206十一、自主課程本專業(yè)設(shè)置的自主課程，詳見表8。表8智能制造工程專業(yè)自主課程一覽表序號課程編碼課程名稱學(xué)分總學(xué)時理論學(xué)時實踐學(xué)時學(xué)期備注10007951新生研討課116160120009593學(xué)科前沿116160130009594創(chuàng)新思維與方法232320340009595創(chuàng)新原理與分析232320450009596創(chuàng)新設(shè)計與實現(xiàn)232320560009564學(xué)術(shù)寫作1323206十二、必修課程先修關(guān)系拓?fù)鋱D十三、計劃學(xué)制4年。十四、畢業(yè)和學(xué)位要求修滿本培養(yǎng)方案規(guī)定165.5學(xué)分和第二課堂4學(xué)分，成績合格并符合《北京工業(yè)大學(xué)本科學(xué)生學(xué)籍管理規(guī)