智能制造工程专业培养方案

智能制造工程专业本科人才培养方案一、专业概述智能制造工程主要由智能产品、智能生产及智能服务三大功能系统以及智能制造云和工业智联网两大支撑系统集合而成，是上下游全覆盖、全流程定制化的高科技生产方式，集机械、制造、材料、测控、电气、控制、计算、通信、物联网与智能科学等为一体，已经成为具有鲜明多学科交叉特点的前沿科技。《中国制造2025》明确指出“要加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向，着力发展智能装备和智能产品，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平”。为把首都建设成全国科技创新中心，北京市经济和信息化委员会下发《“智造100”工程实施方案》，推动产学研用协同创新，突破关键技术，提高智能部件、工业软件、装备及系统研发和产业化能力。在国家及北京市智能制造产业升级需求牵引下，培养智能制造工程专业人才迫在眉睫。专业依托于北京工业大学材料与制造学部。学部由材料科学与工程学院、机械工程与应用电子技术学院、激光工程研究院、固体微结构与性能研究所组成。目前学部拥有材料科学与工程、机械工程、力学、仪器科学与技术、光学工程5个一级学科，材料学与光学工程为国家重点学科，材料科学与机械工程学科均进入QS全球大学学科排名前250名。学部拥有博士后科研流动站3个、博士学位授权学科4个、硕士学位授权学科8个。学部拥有工业大数据应用技术国家工程实验室和国家产学研激光技术中心2个国家级科研平台，教育部重点实验室、北京市重点实验室、北京市工程研究中心等12个省部级科研平台；拥有工程力学国家级实验教学示范中心及机械工程北京市高等学校实验教学示范中心。学部拥有雄厚的师资队伍和高层次人才群体，目前在职教职工417人，包括左铁镛院士、聂祚仁院士，国家级教学名师2人、国家万人计划1人、国家百千万人才7人、教育部长江学者7人、杰出青年基金获得者6人、北京市教学名师5人等大批优秀教师，3支国家级教学团队以及5门国家级精品课程和10余门北京市精品课程核心课程群。学部已有学科平台为培养智能制造工程领域的专业人才奠定了坚实的硬件基础与人才资源。二、制定培养方案的思路北京工业大学智能制造工程专业紧密围绕国家和北京市对先进制造领域专业人才的迫切需求，结合北京市科技创新中心建设目标，立足于培养适应“基于现代设计方法的产品智能设计、基于现代网络环境的分布式协同制造”的高素质复合型工程人才，为推动首都先进制造产业向“设计中心”和“管控中心”转型做贡献。智能制造工程专业的课程体系以力学、电学为基础，以机械、材料为抓手，以网络、智能为纽带，以智能制造为核心，以设计、运维为重点，培养国际视野、学科交叉的复合型创新人才。学生通过本课程体系的学习，在工程设计、技术开发、系统运行管理与决策、企业管理、科学研究等方面具有扎实的基础。基本课程体系根据智能制造系统的构成要素，分为制造工艺、制造装备、制造性能、制造产品四个维度。（1）制造工艺维度。包括基于MBD的先进加工技术、基于MBD的先进成形技术、智能制造新技术、基于模型的工程（MBE）等课程。（2）制造装备维度。包含电路原理与系统（含电工学、嵌入式系统与应用）、智能传感与控制、工业机器人基础、全集成自动化等课程。（3）制造性能维度。包含理论力学、应用力学（含材料力学、流体力学、热力学）、工程设计与优化方法等课程。（4）制造产品维度。主要包括机械原理、机械设计、智能生产系统与CPS建模、制造运营管理等课程。此外，针对智能制造专业特点，专门开设了智能装备软件设计、工业物联网、人工智能与深度学习、制造信息安全等信息类课程。实践环节重视项目化课程建设，综合培养学生“智能设计”与“分布式协同制造”的意识与能力。主要课程包括：机械工程训练、工程图学实践、电路原理与系统实验、智能传感与控制实践、基于MBD的先进制造技术实践、机械产品设计试验、智能生产系统设计与仿真、智能制造综合实践、认识实习和工作实习等等。在自主选修课程里，除了学科前沿导论、学术写作技法外，还特别开设了创新思维与方法、创新原理与分析、创新设计与实践的全流程创新类课程，着重培养学生解决复杂工程技术问题的能力。三、培养目标本专业面向智能制造及可持续发展需要，培养适应未来科技进步，德智体美全面发展，知识、能力、人格三位一体，掌握机械、材料、电气、工业互联网等基本原理和知识，工程基础扎实、专业知识宽厚、实践能力突出，获得良好工程训练，能够胜任网络协同制造业态下的创新产品设计、智能生产管理及智能服务运维，具有继续学习能力、国际视野、社会责任、组织协调能力、团队精神与职业道德的创新型人才。毕业生以智能制造相关领域的系统架构、规划，创新产品设计、智能生产管理和智能服务运维为专业特长，60%具有从事在京国际企业总部和国家重点企业进行系统规划、新产品开发、全生命周期运营管理等工作的能力，30%具有继续深造攻读硕士或出国留学的能力，10%具备自主创业的能力。四、毕业要求及实现矩阵1.毕业要求（1）能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决智能制造专业领域的复杂工程问题；（2）能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达，并通过文献研究分析智能制造专业的复杂工程问题，以获得有效结论；（3）能够设计针对智能制造领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的机械结构、控制逻辑、智能装备或系统，并能够在各环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素；（4）能够基于科学原理并采用科学方法对智能制造领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论；（5）能够针对智能制造领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源，充分利用现代工程工具和信息技术工具，对复杂工程问题进行模拟与预测，并能够理解其局限性；（6）能够基于智能制造领域相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任；（7）能够理解和评价针对智能制造领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；（8）具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在智能制造专业实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；（9）能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；（10）能够就智能制造专业的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；（11）能够理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用；（12）具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。2.支撑矩阵本专业的培养目标与毕业要求的关系矩阵，详见表1。表1智能制造工程专业毕业要求对培养目标的支撑矩阵培养目标毕业要求（√）123456789101112…具有从事在京国际企业总部和国家重点企业进行系统规划、新产品开发、全生命周期运营管理等工作的能力√√√√√√√√√具有继续深造攻读硕士或出国留学的能力√√√√√√√√具备自主创业的能力√√√√√√√√√本专业的课程对毕业要求的支撑矩阵，详见表2。表2智能制造工程专业课程对毕业要求的支撑矩阵课程名称（含实践）毕业要求123456789101112…中国近代史纲要●体育-1●大学英语（综合）●高等数学(工)-1●●思想道德修养与法律基础●●●●大学物理Ⅰ-1●●体育-2●大学英语（高级）●高等数学(工)-2●●线性代数(工)●●大学物理Ⅰ-2●●毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论●●体育-3●概率论与数理统计（工）●●●体育-4●马克思主义基本原理●●●工程图学●●理论力学●●应用力学●●电路原理与系统Ⅰ●●●基于MBD的先进制造技术Ⅰ●●工程设计与优化方法Ⅰ●●●●电路原理与系统Ⅱ●●●基于MBD的先进制造技术Ⅱ●●机械产品设计Ⅰ●●●●工程设计与优化方法Ⅱ●●●●智能传感与控制●●智能制造新技术●●智能生产系统与CPS建模●●●机械产品设计Ⅱ●●●●全集成自动化●基于模型的工程●●制造运营管理●●●●计算机语言训练●●●●工程图学实践●●物理实验-1●军事理论●军事训练●应用力学实验●电路原理与系统实验●机械工程训练B●●“中国特色社会主义建设”实践●●物理实验-2●电路原理与系统实践●基于MBD的先进制造技术Ⅱ实践●机械产品设计实验Ⅰ●●●认识实习●●●●●●创新学分1●●●●●智能传感与控制课设●智能生产系统设计与仿真●●机械产品设计实验Ⅱ●●●创新学分2●●●●●智能制造综合实践2工作实习●●●●●●毕业设计●●●●●●●●●化学与环境●化学与环境实验●工程伦理●●●●经济管理选修课●通识教育任意选修课●学术写作●新生研讨课●●●外语选修课●智能装备软件设计●工业机器人基础●互联网与物联网●智能仓储与物流●人工智能与深度学习●●高级排产系统与精益化管理●●生产系统信息安全●学科前沿●创新思维与方法●创新原理与分析●创新设计与实现●注：●：表示有强相关关系；◎：有一般相关关系；⊙：有弱相关关系五、课程体系及学分分配本专业的课程体系及学分分配，详见表3。表3智能制造工程专业课程体系及学分分配表课程类别课程主题主体课程学分必修选修通识教育70学分42.3%理想信念与家国情怀22学分，13.3%思想政治课程14军理理论2军事训练（实践）2体育课4大类基础与科学素养28学分，16.9%数学与自然科学24计算机类2物理实验（实践）2国际视野与沟通表达10学分，6%大学英语82综合素质与公民责任10学分，6%工程经济与项目管理2文化自信与艺术鉴赏2科学探索与创新发展2道德修养与身心健康2沟通表达与全球视野2专业教育95.5学分57.7%学科基础课程39学分，23.6%学科基础课程39专业发展选修课程17学分，10.3%专业选修课17个性需求选修课程6学分，3.6%“专业教育”中理论课程6实践与创新33.5学分，20.2%实验120.5实习5综合类课程设计4毕业设计8创新创业学分4六、主干学科参照《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》（2012）、本科专业设置及专业主干学科参照表表撰写（附件10）。七、核心课程本专业设置的专业核心课程，详见表4。表4智能制造工程专业专业核心课程一览表序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10009551电路原理与系统Ⅰ348480320009553基于MBD的先进制造技术Ⅰ232320330009567工程设计与优化方法Ⅰ232320440009569电路原理与系统Ⅱ232320450009570基于MBD的先进制造技术Ⅱ232320460009552机械产品设计Ⅰ232320470009568工程设计与优化方法Ⅱ232320580009571智能传感与控制348480590009572智能制造新技术2323205100009573智能生产系统与CPS建模2323205110009574机械产品设计Ⅱ2323205120009575全集成自动化2323206130009576基于模型的工程2323206140009577制造运营管理2323206八、主要实践环节及独立设置的主要实验课程本专业的主要实践环节及独立设置的主要实验课程，详见表5。表5智能制造工程专业主要实践环节及独立设置的主要实验课程项目课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注主要实践教学环节0003389工程图学实践39009020003087军事训练2112011220004747机械工程训练B26006030007069“中国特色社会主义建设”实践26406430009578电路原理与系统实践13003040009579基于MBD的先进制造技术Ⅱ实践13003040007227认识实习13003040009580创新学分126006050009581智能传感与控制课设26006050009582智能生产系统设计与仿真13003050009584创新学分226006060009585智能制造综合实践226006060007231工作实习4120012060007978毕业设计824002408独立设置的主要实验课程0007950计算机语言训练26006010004964物理实验-113203220009555应用力学实验13203230009557电路原理与系统实验13203230004965物理实验-213203230009556机械产品设计实验Ⅰ13203240009583机械产品设计实验Ⅱ13203250003796化学与环境实验0.5150153选修九、特色课程本专业设置的特色课程，详见表6。表6智能制造工程专业特色课程一览表序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10009551电路原理与系统Ⅰ348480320009553基于MBD的先进制造技术Ⅰ232320330009567工程设计与优化方法Ⅰ232320440009569电路原理与系统Ⅱ232320450009570基于MBD的先进制造技术Ⅱ232320460009552机械产品设计Ⅰ232320470009568工程设计与优化方法Ⅱ232320580009571智能传感与控制348480590009572智能制造新技术2323205100009573智能生产系统与CPS建模2323205110009574机械产品设计Ⅱ2323205120009575全集成自动化2323206130009576基于模型的工程2323206140009577制造运营管理2323206十、示范课程本专业设置的示范课程，详见表7。表7智能制造工程专业示范课程一览表课程思政（列出5门有代表性课程）序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10008269理论力学348480220009554应用力学348480330009576基于模型的工程232320640009571智能传感与控制348480550009573智能生产系统与CPS建模2323205研究型课程序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10009553基于MBD的先进制造技术Ⅰ232320320009571智能传感与控制348480530009567工程设计与优化方法Ⅰ232320440009552机械产品设计Ⅰ232320450009573智能生产系统与CPS建模2323205线上/线下/线上线下混合式课程（列出5门有代表性课程）序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10009551电路原理与系统Ⅰ348480320008269理论力学348480230009554应用力学348480340009572智能制造新技术232320550009575全集成自动化2323206十一、自主课程本专业设置的自主课程，详见表8。表8智能制造工程专业自主课程一览表序号课程编码课程名称学分总学时理论学时实践学时学期备注10007951新生研讨课116160120009593学科前沿116160130009594创新思维与方法232320340009595创新原理与分析232320450009596创新设计与实现232320560009564学术写作1323206十二、必修课程先修关系拓扑图十三、计划学制4年。十四、毕业和学位要求修满本培养方案规定165.5学分和第二课堂4学分，成绩合格并符合《北京工业大学本科学生学籍管理规