《计算机集成制造系统》教学大纲

《计算机集成制造系统》课程教学大纲课程编码：AL042180课程性质：任意选修课适用专业：自动化学时学分：32学时2学分所需先修课：计算机控制系统、机械原理、数控技术、电气控制与PLC、数据通信与网络技术一、课程说明1．课程简介本课程是自动化专业的一门专业方向限选课程，主要学习计算机制造系统组成及各单元功能、计算机集成制造系统的设计原则和方法、制造系统的仿真及优化方法、计算机集成制造系统的技术经济及相关案例分析等内容。该课程先修课程为计算机控制系统、机械原理、数控技术、电气控制与PLC、据通信与网络技术等课程。这些课程的学习，为本课程奠定了理论基础。本课程的开设旨在培养学生正确的科学思维方法和分析问题、解决问题的能力。通过课程学习能够让学生了解高度自动化制造业的核心技术及所面临的问题，为日后从事相关领域的工程技术与管理工作，打下坚实的基础。2．教学目标要求本课程的教学目标：1）掌握现代集成制造系统的基本概念与理论方法；2）了解现代集成制造系统主要功能子系统及应用案例；

3）熟悉现代集成制造系统的设计与开发方法。3．教学重点难点重点：1）计算机制造系统概念、组成及特点；2）人机一体化基本概念、设计方法及步骤；人机一体化总的设计思想和人机功能的分配；3）计算机制造系统常见类型及特点；自动化加工设备类型及加工特点；工件及刀具准备和储运系统功能；4）计算机制造系统的可行性论证分析的意义及内容；5）计算机制造系统设备选择原则及要求；工件和刀具储运及管理系统设计；6）掌握计算机仿真的基本概念及特点、计算机制造系统仿真研究的主要内容。难点：1）计算机制造系统的评价；2）人机一体化总体设计思想；3）计算机制造系统的类型与特点；4）制造系统的功能模型及信息模型的建立方法；5）工件和刀具的储运及管理系统的设计内容与要求；6）计算机仿真的基本理论与方法。4．学时分配表次序教学内容理论课学时数第一部分计算机制造系统概论4第二部分计算机制造系统的人机一体化设计与评价4第三部分计算机制造系统的组成4第四部分计算机制造系统的总体设计4第五部分计算机制造系统各分系统的设计4第六部分计算机制造系统的可靠性分析与设计4第七部分计算机制造系统的计算机仿真及优化2第八部分计算机制造系统的技术经济分析2第九部分计算机制造系统的实施及实例分析2第十部分先进生产模式与计算机制造系统的发展趋势2总计325．主要教法、学法本课程以课堂讲授为主，结合视频资料学习为辅的方式开展教学，着重对学生理论联系实际以及解决实际工程问题等方面的培养。6．考核方式及标准1）考核目的：考核学生对计算机制造系统基本概念及理论知识的理解和掌握程度，训练学生对工程实践技术的洞察力和敏锐力，提高逻辑思维能力。2）考核形式：提交论文或总结报告。3）主要考核内容：计算机制造系统基本概念、组成及功能原理；人机一体化基本概念、组成及功能原理；计算机制造系统组成常见类型及组成；计算机制造系统总体设计原则及步骤；计算机制造系统可靠性分析主要内容；计算机制造系统建模仿真主要步骤及方法。4）考核题型：无5）成绩评定：考试成绩占总成绩的60%，其他（包括考勤等）成绩占总成绩的40%。二、各部分教学纲要第一部分计算机制造系统概论（4学时）教学目标掌握计算机制造系统的定义、组成及特点；了解计算机制造系统的发展史；了解计算机制造系统的评价。本部分重点计算机制造系统的定义、组成及特点。本部分难点计算机制造系统的评价。教学内容1.基本概念2.计算机制造系统的定义、组成及学科特点3.自动化制造的意义及其发展历程4.计算机制造系统的特点、适用范围及实现原则5.计算机制造系统的评价指标6.系统工程技术与计算机制造系统方法论第二部分计算机制造系统的人机一体化设计与评价（4学时）教学目标掌握人机一体化的基本概念、设计方法及步骤；了解人机一体化的总体设计思想和人机功能的分配；了解计算机制造系统的人机一体化运行机制及作业安全。本部分重点人机一体化的基本概念、设计方法及步骤；人机一体化的总体设计思想和人及功能的分配。本部分难点人机一体化的总体设计思想和人机功能的分配。教学内容1.计算机制造系统的人机一体化基本概念2.计算机制造系统的人机一体化总体设计3.计算机制造系统的人机一体化运行与维护4.计算机制造系统设计的人机工程评价

第三部分计算机制造系统的组成（4学时）教学目标掌握计算机制造系统的常见类型及特点；掌握自动化加工设备的类型及加工特点；了解工件储运系统的运输设备的类型及特点；了解刀具准备及储运系统的组成，检测及测控系统的设备及功能；了解自动化控制系统的控制方法及特点。本部分重点计算机制造系统的常见类型及特点；自动化加工设备的类型及加工特点；工件及刀具准备和储运系统的功能。本部分难点计算机制造系统类型与特点；工件及刀具储运系统的控制方式。教学内容1.计算机制造系统的常见类型2.自动化加工设备3.工件储运系统4.刀具准备及储运系统5.工业机器人6.质量控制和运行监控系统7.辅助设备8.控制与通信系统第四部分计算机制造系统的总体设计（4学时）教学目标了解计算机制造系统的可行性论证分析的意义及内容；掌握系统类型的选择原则、总体设计的内容及步骤；了解制造系统的功能模型及信息模型的建立方法；了解制造系统设备配置原则及布局设计方法；了解控制系统的控制结构及控制内容；了解计算机制造系统的可靠性分析目的及内容、可靠性分析指标的选择原则及分析方法。本部分重点计算机制造系统的可行性论证分析的意义及内容；系统类型的选择原则、总体设计的内容及步骤；制造系统设备的配置原则及布局设计方法。本部分难点制造系统的功能模型及信息模型的建立方法；制造系统设备的配置原则及布局设计方法。教学内容1.系统的可行性论证2.系统分析及系统类型的选择3.总体设计的内容及步骤4.零件族的确定及工艺分析5.总体布局和设备配置设计6.计算机制造系统的控制与生产管理第五部分计算机制造系统各分系统的设计（4学时）教学目标掌握计算机制造系统的设备选择原则及要求；了解工业储运及管理系统的方案设计内容；了解刀具储运及管理系统的设计方法与要求；了解作业计划及调度系统设计方法、监测与监控系统的设计；了解检测与监控系统设计的内容与要求。本部分重点计算机制造系统的设备选择原则及要求；工件刀具储运及管理系统的设计内容与要求。本部分难点工件和刀具储运及管理系统设计原则及要求；检测与监控系统设计的内容与要求。教学内容1.加工设备选择2.工件储运及其管理系统方案设计3.刀具储运及其管理系统方案设计4.作业计划与调度系统设计第六部分计算机制造系统的可靠性分析与设计（4学时）教学目标掌握计算机制造系统的可靠性分析原理及内容；熟悉计算机制造系统可靠性分析的指标及要求；了解计算机制造系统可靠性分析与设计流程、基本方法。本部分重点计算机制造系统可靠性分析的目的和意义。本部分难点计算机制造系统可靠性分析的流程和基本方法。教学内容1.可靠性分析的目的和意义2.可靠性的相关概念3.计算机制造系统可靠性分析的特点与一般要求4.系统可靠性分析与设计的主要内容5.计算机制造系统的可靠性分析指标6.系统可靠性分析与设计的流程7.系统可靠性分析与设计的基本方法8.提高计算机制造系统可靠性的途径第七部分计算机制造系统的计算机仿真及优化（2学时）教学目标掌握计算机仿真的基本概念机特点；了解计算机仿真的基本理论及方法；了解计算机制造系统仿真研究的主要内容。本部分重点掌握计算机仿真的基本概念机特点；计算机制造系统仿真研究的主要内容。本部分难点计算机仿真的基本理论及方法。教学内容1.计算机仿真的基本概念及意义2.计算机仿真的基本理论及方法3.计算机制造系统仿真研究的主要内容4.通用仿真语言GPSS简介5.FMS仿真实例第八部分计算机制造系统的技术经济分析（2学时）教学目标掌握计算机制造系统项目评价内容、特点及指标体系。本部分重点掌握计算机制造系统项目的评价过程。本部分难点准确评价计算机制造系统的优劣。教学内容1.计算机制造系统项目评价的内容、特点与指标体系2.技术性能评价3.经济性评价4.效益分析5.风险分析6.综合评价第九部分计算机制造系统的实施及实例分析（2学时）教学目标通过实际的案例分析，掌握计算机制造系统的实施过程。本部分重点掌握计算机制造系统的实施过程。本部分难点计算机制造系统实施过程中的关键技术问题。教学内容1.计算机制造系统的实施过程2.计算机制造系统实例分析第十部分先进生产模式与计算机制造系统的发展趋势析（2学时）教学目标熟悉计算机集成制造系统CIMS、精益生产LP、敏捷制造AM、网络化制造、可重构制造、增材制造、低碳制造等相关技术术语内涵；了解计算机制造系统的发展趋势。本部分重点熟悉与计算机制造系统相关的技术领域名称及内涵。本部分难点计算机制造系统未来的发展方向。教学内容1.计算机集成制造系统CIMS2.精益生产LP3.敏捷制造AM4.智能制造系统5.网络化制造6可