機械電子工程智能生產計劃管理教學大綱

PAGEPAGE8《智能生產計劃管理》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱智能生產計劃管理課程編號課程性質選修課課程類別專業(yè)課開課單位機電工程學院授課學期第五學期學分/學時1/16課內學時16理論授課16上機學時0課內實踐0實驗學時課外學時20適用專業(yè)機械電子工程是否雙語否先修課程C語言程序設計后續(xù)課程畢業(yè)設計二、課程簡介《智能生產計劃管理》課程是機械電子工程專業(yè)的重要專業(yè)選修課程，其目的在于跟蹤市場需求的變化，合理安排物料、設備、人力資源和資金等，以降低生產成本、縮短交貨周期和提高產品質量，進而提高企業(yè)的運行效率，使生產系統(tǒng)實現最佳化的功效，最終滿足客戶的需求。本課程以生產計劃為主線，講授智能生產計劃管理相關的基礎知識，系統(tǒng)闡述了生產、生產系統(tǒng)、生產計劃、生產作業(yè)計劃與排序、庫存管理等生產作業(yè)控制的基礎知識，并拓展介紹了智能工廠、智能生產、信息物理生產系統(tǒng)等智能生產系統(tǒng)相關內容。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1（知識目標）：認識生產計劃與控制的重要性，掌握智能生產計劃管理的具體操作過程；了解生產計劃體系，掌握生產計劃的編制與排序；了解庫存的類型與作用，掌握設備選址的原則。課程目標2（能力目標）：掌握生產計劃與控制的運用能力，具備運用知識解決實際問題的能力；具備基本的生產計劃管理能力、算法設計與分析能力。課程目標3（素質目標）：通過課程教學，培養(yǎng)學生追求真理的理想和獻身科學的精神，樹立學生現代科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。通過了解現代化大型智能工廠的實際運行案例，激發(fā)學生的家國情懷、求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學生善于思考，勇于實踐。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點5使用現代工具5-1能夠合理選擇與使用解決復雜機械電子工程問題所需的多種儀器設備、信息資源、現代工程工具和信息技術工具；課程目標2指標點11項目管理11-2具有從經濟性的角度決策多學科環(huán)境中工程項目技術方案的能力課程目標3指標點11項目管理11-1理解工程活動中涉及的重要經濟與管理因素四、課程基本教學內容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內容第一單元生產與生產系統(tǒng)（學時數：2學時）1.課程主要內容生產和生產系統(tǒng)在現代工業(yè)和智能生產計劃管理中的作用至關重要，生產指將原料轉化為最終產品的一系列操作和活動，而生產系統(tǒng)則是為了實現生產過程而設計的整體結構和組織。本章主要講授生產和生產系統(tǒng)的概念，生產與運作的流程，生產類型及特點以及生產的組織方式，最后介紹智能生產系統(tǒng)。2.重點和難點（1）重點：生產和生產系統(tǒng)的概念；生產運作的流程；生產的類型和特點。（2）難點：生產系統(tǒng)的功能及實現方式；生產目標的分析。3.教學方法（1）采用“講授+思政案例”的方式，使學生掌握生產和生產系統(tǒng)的基本概念，以及生產的類型和特點。引入工程師解決生產問題的故事，激發(fā)學生的探索精神。（2）采用“講授+案例教學”的方式，引入豐田汽車公司的生產系統(tǒng)，幫助同學更直觀的理解生產運作的流程和智能化生產系統(tǒng)。4.學生學習預期成果（1）掌握生產和生產系統(tǒng)的概念，生產與運作的流程，生產類型及特點以及生產的組織方式。（2）具備辨別生產類型的能力，并可清晰闡述其特點。5.支撐課程目標通過本單元的學習，使同學們掌握生產和生產系統(tǒng)的概念，生產與運作的流程，生產類型及特點以及生產的組織方式，結合思政元素的引入，對課程目標1、3起到了支撐作用，并為后續(xù)章節(jié)的學習奠定了理論基礎。第二單元生產計劃體系概述（學時數：5學時）1.課程主要內容生產計劃是企業(yè)對生產任務作出的統(tǒng)籌安排，具體擬定生產產品的品種、數量和進度計劃，是企業(yè)進行生產管理的重要依據。本章主要對生產計劃體系進行概述，講授綜合生產計劃、主生產計劃和物料需求計劃。2.重點和難點（1）重點：綜合生產計劃的定義及編制方法；主生產計劃的定義與作用；物料需求計劃及物料清單；生產能力的定義及分類。（2）難點：綜合生產計劃的求解策略；主生產計劃的時間基準與計算過程；物料需求計劃的建模與求解；生產能力的核定與求解。3.教學方法（1）采用“講授+案例教學”的方式，通過引入國內某重型汽車企業(yè)面臨的生產管理問題，使同學們直觀的掌握綜合生產計劃的重要性及編制方法。（2）采用“講授+實際操作”的方式，掌握主生產計劃的作用及計算過程。（3）采用“講授+熱點討論”的方式，使同學們掌握生產能力的核定與求解方法，并深刻理解產能過剩帶來的問題。4.學生學習預期成果（1）掌握綜合生產計劃的定義及編制方法；主生產計劃的定義與作用；物料需求計劃及物料清單；生產能力的定義及分類。（2）具備編制綜合生產計劃并求解、計算主生產計劃時間基準和物料需求建模的能力。5.支撐課程目標通過本單元的學習，使同學們掌握綜合生產計劃的定義及編制方法；主生產計劃的定義與作用；物料需求計劃及物料清單；生產能力的定義及分類，具備生產計劃的編制和求解能力，對課程目標1、2起到了支撐作用，并為后續(xù)章節(jié)的學習奠定了理論基礎。第三單元生產作業(yè)計劃與排序（學時數：3學時）1.課程主要內容生產作業(yè)排序是企業(yè)制定生產計劃的重要問題，包括確定工件的加工順序，每臺設備加工每個工件的起始時間等。本章主要講授生產作業(yè)計劃的相關概念和編制方法，生產作業(yè)中多設備的排序問題。2.重點和難點（1）重點：生產作業(yè)計劃的編制方法；生產作業(yè)排序的影響因素與評價。（2）難點：生產作業(yè)排序的主要規(guī)則與定理；生產作業(yè)中多設備的排序問題。3.教學方法（1）采用“講授+視頻動畫”的方式，使同學們認識到生產作業(yè)排序的重要性，并掌握生產計劃排序的編制方法。（2）采用“講授+案例教學”的方式，使同學們理解影響生產計劃排序的主要因素，掌握生產計劃排序的評價方法。4.學生學習預期成果（1）了解并掌握生產計劃排序的相關概念和編制方法；（2）能夠解決簡單的生產作業(yè)排序問題。5.支撐課程目標通過本單元的學習，使同學們掌握生產作業(yè)排序的規(guī)則，能夠對生產計劃進行排序與評價，對課程目標1、2起到支撐作用。第四單元庫存管理（學時數：3學時）1.課程主要內容庫存管理根據外界對庫存的要求，企業(yè)訂購的特點進行預測、計劃和執(zhí)行一種補充庫存的行為，并對這種行為進行控制。庫存管理是生產、計劃和控制的基礎，本章主要講授庫存的對象及分類、庫存控制系統(tǒng)和庫存控制模型等內容。2.重點和難點（1）重點：庫存的對象及分類、庫存的控制系統(tǒng)、單周期庫存控制模型。（2）難點：經濟訂貨批量模型、經濟生產批量模型和加個折扣模型的建立。3.教學方法（1）采用“講授+視頻動畫”的方式，使同學們了解庫存的對象及分類，掌握庫存控制系統(tǒng)及單周期、多周期庫存控制模型。（2）采用“講授+案例教學”的方式，使同學們了解庫存控制問題的解決方法。4.學生學習預期成果（1）掌握庫存控制系統(tǒng)的原理。（2）具備建立單周期和多周期不同庫存控制模型的能力。（3）具有應用知識解決具體庫存控制問題的能力。5.支撐課程目標通過本單元的學習，使同學們掌握庫存的對象及分類、庫存控制系統(tǒng)和庫存控制模型建立等內容，對課程目標1、2起到支撐作用。第五單元生產作業(yè)控制（學時數：3學時）1.課程主要內容生產作業(yè)控制，也可成為生產進度控制，是在生產計劃執(zhí)行過程中，對有關產品生產的數量和期限的控制，其主要目的是保證完成生產作業(yè)計劃所規(guī)定的產品數量和交貨期。本章主要講授生產作業(yè)控制的概述，基于AGV的車間物流控制和基于數字孿生的車間作業(yè)監(jiān)控。2.重點和難點（1）重點：生產作業(yè)控制的概念。（2）難點：基于AGV的車間物流控制；數字孿生的概念和實現方式。3.教學方法（1）采用“講授+案例教學”的方式，使同學們掌握生產作業(yè)控制的概念。（2）采用“講授+前沿介紹”的方式，使同學們接觸最新的智能生產計劃管理前沿，并對數字孿生和智能化工廠具有一定的了解。4.學生學習預期成果（1）掌握生產作業(yè)控制的概述，基本了解基于AGV的車間物流控制和基于數字孿生的車間作業(yè)監(jiān)控。（2）具備分析評價生產作業(yè)控制實例的能力。（3）針對生產作業(yè)控制，具有一定的前沿視野和智能工廠的概念。5.支撐課程目標通過本單元的學習，使同學們掌握生產作業(yè)控制的概念，通過引入智能工廠等學術前沿，激發(fā)學生求知熱情和探索創(chuàng)新精神，對課程目標2、3起到支撐作用。（二）課程基本教學內容對課程目標的支撐課程教學內容教學方法支撐的課程目標學時安排課內課外學時比例第一單元生產與生產系統(tǒng)講授法、思政案例、案例教學課程目標1、321.5第二單元生產計劃體系概述講授法、案例教學、實際操作、熱點討論課程目標1、251.2第三單元生產作業(yè)計劃與排序講授法、視頻動畫、案例教學課程目標1、231.3第四單元庫存管理講授法、視頻動畫、案例教學課程目標1、231.3第五單元生產作業(yè)控制講授法、案例教學、前沿介紹課程目標2、331合計161.25五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績40%作業(yè)（百分制）40本門課程5次作業(yè)，主要考核各章節(jié)教學重點和難點內容，作業(yè)評分的具體標準為提交時效性和準確率；目標分值=0.4*作業(yè)平均成績*時效系數；其中，時效系數=（1-延遲提交作業(yè)天數*0.1），時效系數最低值為0.5。課堂表現（百分制）60參與課堂互動、投票、問答、討論等課程活動獲得相應分數，主要考核學生對基礎知識的掌握程度和課堂聽課狀態(tài)。期末考試60%知識40主要考核學生對所學重點、難點的掌握程度內容及占比為：生產與生產系統(tǒng)（10%）；生產計劃體系概述（30%）；生產作業(yè)計劃與排序（20%）；庫存管理（20%）；生產作業(yè)控制（20%）?？荚囶}型為填空（20分）、判斷（10分）、選擇（20分）、簡答（20分）、綜合（30分）。能力30綜合應用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內容考核內容考核方式支撐的課程目標第一單元生產與生產系統(tǒng)1-1生產作業(yè)計劃的編制方法1-2生產作業(yè)排序的主要規(guī)則與定理1-3生產作業(yè)中多設備的排序問題作業(yè)、期末考試課程目標1、3第二單元生產計劃體系概述2-1綜合生產計劃的定義及編制方法2-2主生產計劃的定義與作用2-3物料需求計劃及物料清單2-4生產能力的定義及分類作業(yè)、期末考試課程目標1、2第三單元生產作業(yè)計劃與排序3-1生產作業(yè)計劃的編制方法3-2生產作業(yè)排序的影響因素與評價3-3生產作業(yè)排序的主要規(guī)則與定理3-4生產作業(yè)中多設備的排序問題作業(yè)、期末考試課程目標1、2第四單元庫存管理4-1庫存的對象及分類4-2庫存控制系統(tǒng)4-3庫存控制模型等內容作業(yè)、期末考試課程目標1、2第五單元生產作業(yè)控制5-1生產作業(yè)控制的概述5-2基于AGV的車間物流控制5-3基于數字孿生的車間作業(yè)監(jiān)控作業(yè)、期末考試課程目標2、3六、使用教材、相關推薦書目及課程資源（一）使用教材胡耀光主編：《生產計劃與控制》，清華大學出版社，2023年版；（二）相關推薦書目1.梁迪主編：《生產計劃與控制》，化學工業(yè)出版社，20