《智能制造技術(shù)》教學(xué)大綱

《智能制造技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：01130121課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時：48學(xué)時（理論48學(xué)時）先修課程：電工與電子技術(shù)B、系統(tǒng)工程導(dǎo)論后續(xù)課程：畢業(yè)實習(xí)和課程設(shè)計等適用專業(yè)：工業(yè)工程開課單位：機(jī)械工程學(xué)院一、課程說明《智能制造技術(shù)》是工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)選修課。本課程以學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)教育為目的，旨在使學(xué)生對智能制造技術(shù)的相關(guān)知識有一個較為全面的了解，掌握現(xiàn)代智能制造技術(shù)的發(fā)展情況和技術(shù)前沿。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面了解智能制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，了解先進(jìn)的智能制造技術(shù)方法。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解智能制造技術(shù)的內(nèi)涵及其體系架構(gòu)，進(jìn)一步了解智能制造相關(guān)理念與關(guān)鍵技術(shù)，包括人工智能與專家系統(tǒng)、智能設(shè)計、智能工藝規(guī)劃和智能加工數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)測、智能裝備等，為后續(xù)學(xué)生深入了解、鉆研和掌握智能制造核心技術(shù)打下基礎(chǔ)；通過理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合、線上線下混合等教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性以及有效性，拓寬學(xué)生對智能制造相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)知，并幫助學(xué)生了解和掌握智能制造最新發(fā)展和技術(shù)前沿，助力學(xué)生發(fā)展成為適合智能制造的應(yīng)用型人才。課程目標(biāo)2：以了解和掌握全球智能制造最新技術(shù)以及中國智能制造技術(shù)現(xiàn)狀與未來發(fā)展這一典型的綜合性目標(biāo)為主線，通過思政元素與理論知識的融和，培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、工匠精神，激發(fā)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感以及科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生成為中國制造崛起和騰飛的助力者。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《智能制造技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度6.工程與社會6.2能分析和評價工業(yè)工程實踐對社會、健康、安全、法律、文化的影響，以及這些制約因素對項目實施的影響，理解并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。課程目標(biāo)1：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解智能制造技術(shù)的內(nèi)涵及其體系架構(gòu)，進(jìn)一步了解智能制造相關(guān)理念與關(guān)鍵技術(shù)，包括人工智能與專家系統(tǒng)、智能設(shè)計、智能工藝規(guī)劃和智能加工數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)測、智能裝備等，為后續(xù)學(xué)生深入了解、鉆研和掌握智能制造核心技術(shù)打下基礎(chǔ)；通過理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合、線上線下混合等教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性以及有效性，拓寬學(xué)生對智能制造相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)知，并幫助學(xué)生了解和掌握智能制造最新發(fā)展和技術(shù)前沿，助力學(xué)生發(fā)展成為適合智能制造的應(yīng)用型人才。M7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展7.2能夠站在環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的角度思考工業(yè)工程實踐的可持續(xù)性，評價工業(yè)工程實踐中可能對人類和環(huán)境造成的損害和隱患。課程目標(biāo)2：以了解和掌握全球智能制造最新技術(shù)以及中國智能制造技術(shù)現(xiàn)狀與未來發(fā)展這一典型的綜合性目標(biāo)為主線，通過思政元素與理論知識的融和，培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、工匠精神，激發(fā)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感以及科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生成為中國制造崛起和騰飛的助力者。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)智能制造技術(shù)基本知識1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義1.2智能制造技術(shù)內(nèi)涵、特征、目標(biāo)及發(fā)展趨勢1.3智能制造技術(shù)體系教學(xué)要求：了解本課程的分類、設(shè)置、結(jié)構(gòu)與學(xué)分；了解智能制造技術(shù)的發(fā)展和意義；掌握智能制造技術(shù)的內(nèi)涵和特征。了解智能制造的目標(biāo)、發(fā)展趨勢和技術(shù)體系。重點：智能制造技術(shù)的內(nèi)涵與定義。難點：智能制造技術(shù)的內(nèi)涵與定義。41、2人工智能2.1概述2.2知識表示方法2.3確定性推理介紹2.4狀態(tài)空間搜索2.5專家系統(tǒng)2.6機(jī)器學(xué)2.7人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)要求：了解人工智能的概念、發(fā)展簡史與應(yīng)用領(lǐng)域；了解知識表示、確定性推理、機(jī)器學(xué)習(xí)、狀態(tài)空間搜索、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念及相關(guān)內(nèi)涵；了解一階謂詞邏輯表示法、產(chǎn)生式表示法、框架表示法、自然演繹推理、盲目搜索算法、類比學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)元與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以及專家系統(tǒng)的工作原理與建立過程、感知器與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念及其學(xué)習(xí)算法。重點：知識表示方法、確定性推理、狀態(tài)空間搜索、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。難點：知識表示方法、確定性推理、狀態(tài)空間搜索、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。81、2智能設(shè)計3.1概述3.2智能設(shè)計系統(tǒng)3.3智能設(shè)計系統(tǒng)的產(chǎn)品模型3.4智能CAD系統(tǒng)的設(shè)計方法3.5智能CAD系統(tǒng)的開發(fā)與實例教學(xué)要求：了解智能設(shè)計的概念與發(fā)展；了解智能設(shè)計系統(tǒng)的構(gòu)成、關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品模型；了解智能CAD系統(tǒng)的基本功能、設(shè)計模型；掌握智能CAD系統(tǒng)的設(shè)計方法；了解智能CAD系統(tǒng)的開發(fā)過程與應(yīng)用領(lǐng)域。重點：智能CAD系統(tǒng)的設(shè)計方法，智能CAD系統(tǒng)的開發(fā)與實例。難點：智能CAD系統(tǒng)的設(shè)計方法，智能CAD系統(tǒng)的開發(fā)與實例。61、2智能加工技術(shù)4.1概述4.2智能加工工藝4.3制造加工過程的智能預(yù)測4.4智能制造數(shù)據(jù)庫及其建模4.5智能制造專家系統(tǒng)設(shè)計及案例教學(xué)要求：了解計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）概念和類型；掌握工藝規(guī)劃的智能化算法流程；了解智能制造數(shù)據(jù)庫的總體框架、結(jié)構(gòu)。重點：智能加工工藝。難點：制造加工過程的智能預(yù)測。81、2制造過程的智能監(jiān)測、診斷與控制5.1概述5.2智能監(jiān)測5.3智能診斷5.4智能控制5.5典型示范案例教學(xué)要求：了解傳感器與智能傳感器的概念、組成和基本工作原理；了解常用的加工監(jiān)測方法；了解智能診斷的定義、發(fā)展、理論技術(shù)、應(yīng)用及智能診斷系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)；了解智能控制的定義、發(fā)展、方法和應(yīng)用。重點：智能控制。難點：智能控制。61、2智能制造系統(tǒng)6.1概述6.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)6.3智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制6.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理教學(xué)要求：了解智能制造系統(tǒng)的體系架構(gòu)；了解智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制和供應(yīng)鏈管理。重點：智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)。難點：智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)。81、2智能制造裝備7.1概述7.2高檔數(shù)控機(jī)床7.3工業(yè)機(jī)器人7.43D打印裝備7.5智能生產(chǎn)線7.6智能工廠教學(xué)要求：了解智能制造裝備的內(nèi)涵、特征與界定；了解智能機(jī)床的定義、特征；了解工業(yè)機(jī)器人的基本組成結(jié)構(gòu)與核心關(guān)鍵技術(shù)；掌握常見的3D打印技術(shù)基本原理；了解高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀；了解智能生產(chǎn)線與智能工廠的基本概念。重點：高檔數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人。難點：高檔數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人。81、2合計48五、教學(xué)方法及手段本課程充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，進(jìn)行教學(xué)模式“創(chuàng)新性”改革，采用微課、慕課、線上線下混合式教學(xué)等，教學(xué)形式呈現(xiàn)較強(qiáng)的先進(jìn)性、互動性；微課視頻、慕課及其他線上資源的引入，讓學(xué)生充分運用學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)MOOC等智慧教學(xué)工具，給教學(xué)方法的改革提供保證，培養(yǎng)課前及課后自主學(xué)習(xí)的能力，并效拓展了教學(xué)時空，有利于開展啟發(fā)式、參與式、討論式教學(xué)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解智能制造技術(shù)的內(nèi)涵及其體系架構(gòu)，進(jìn)一步了解智能制造相關(guān)理念與關(guān)鍵技術(shù)，包括人工智能與專家系統(tǒng)、智能設(shè)計、智能工藝規(guī)劃和智能加工數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)測、智能裝備等，為后續(xù)學(xué)生深入了解、鉆研和掌握智能制造核心技術(shù)打下基礎(chǔ)。以了解和掌握全球智能制造最新技術(shù)以及中國智能制造技術(shù)現(xiàn)狀與未來發(fā)展這一典型的綜合性目標(biāo)為主線，通過思政元素與理論知識的融和，培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、工匠精神，激發(fā)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感以及科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生成為中國制造崛起和騰飛的助力者。六、課程資源1.推薦教材：葛英飛．《智能制造技術(shù)基礎(chǔ)》．機(jī)械工業(yè)出版社，2019.10．2.參考書：（1）王喜文，《智能制造：中國制造2025的主攻方向》，機(jī)械工業(yè)出版社，2016（2）王喜文，《中國制造2025解讀：從工業(yè)大國到工業(yè)強(qiáng)國》，機(jī)械工業(yè)出版社，2015（3）譚建榮，《智能制造：關(guān)鍵技術(shù)與企業(yè)應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2017（4）陳明，梁乃明，《智能制造之路：數(shù)字化工廠》，機(jī)械工業(yè)出版社，2016（5）辛國斌，《智能制造探索與實踐》，電子工業(yè)出版社，2016（6）劉永賢，蔡光起，《智能制造導(dǎo)論》，西安電子科技大學(xué)出版社，20163.期刊：[1]JournalofIntelligentManufacturing，智能制造，機(jī)械工程學(xué)報，中國機(jī)械工程，控制理論與應(yīng)用，機(jī)電工程[2]楊啟森.神奇的機(jī)器3D打印機(jī)和3D掃描儀[J].智能制造,2016(5):21-23.[3]馬為清,杜慧嬋,牛江蓉.智能制造新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展研究[J].智能制造,2017(7):24-28.[4]楊啟森.3D打印技術(shù)工業(yè)應(yīng)用巡覽[J].智能制造,2017(7):16-19.[5]GargA,LamJSL,SavalaniMM.Laserpowerbasedsurfacecharacteristicsmodelsfor3-Dprintingprocess[J].JournalofIntelligentManufacturing,2018,29(6):1191-1202.[6]ChenT,WangYC,LinZ.Predictivedistantoperationandvirtualcontrolofcomputernumericalcontrolmachines[J].JournalofIntelligentManufacturing,2017,28(5):1061-1077.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）蔡自興等，人工智能，2018.4，訪問路徑：/sCourse/course_6696.htm王萬良等，人工智能導(dǎo)論，2018.4，訪問路徑：/course/ZJUT-1002694018蔡宗琰等，制造過程故障診斷技術(shù)，2018.9，訪問路徑：/course/CHD-1002143004七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)12過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?4階段測驗20（1）根據(jù)每個階段測驗質(zhì)量單獨評分，滿分100分；（2）每次階段測驗單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以階段測驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√1010課程作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?28課程論文50（1）課程論文總分100分，以成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核智能制造技術(shù)的內(nèi)涵及其體系架構(gòu)，智能制造相關(guān)理念與關(guān)鍵技術(shù)，包括人工智能與專家系統(tǒng)、智能設(shè)計、智能工藝規(guī)劃和智能加工數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)測、智能裝備?！獭?525合計：100分5347八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課程論文、課堂表現(xiàn)、作業(yè)評價、階段測驗等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅罕菊n程成績由過程性考核成績組成。其中：課堂表現(xiàn)10%、階段測驗20%、課程作業(yè)20%、課程論文50%，過程性考核成績?yōu)?00分。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)10積極參與