《智能陶瓷厂工艺设计概论》课程教学大纲

《智能陶瓷厂工艺设计概论》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011339018101145123012课程名称（中/英文）：智能陶瓷厂工艺设计概论/IntroductiontoProcessDesignofCeramicsIntellectualizationPlant课程类别：专业方向特色课程学分：1.5总学时：24理论学时：24实验/实践学时：0适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：工程图学、材料工程基础、陶耐工艺学、粉体工程、现代陶瓷生产技术与设备教学环境：线下和线上多媒体混合式教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《智能陶瓷厂工艺设计概论》是无机非金属材料工程专业陶瓷及耐火材料方向必修的专业方向特色课程。本课程的任务：介绍陶瓷工厂基本建设程序、方法和步骤，了解工厂设计前期工作及其意义；了解和掌握工厂和车间设计、布置的原则和要求，使学生了解和掌握车间和工厂设计的方法、所使用的设备及其发展方向，了解陶瓷工厂智能制造的发展状况和陶瓷厂对智能化生产发展要求；介绍与工厂设计有关的其他专业知识。通过本课程的学习，学生应掌握陶瓷工厂设计的步骤和方法等，初步具有设计陶瓷工厂的能力；了解新中国在陶瓷生产技术方面的发展变迁和趋势，了解陶瓷生产自动化发展水平和自动化生产需求，在工厂设计时充分考虑工厂生产自动化要求，感受新中国建设和发展的巨大进步，感受中国制造业生产自动化发展水平，提高学生对工业生产自动化的认识和对自动化知识学习的内在需求，从而提高学生的制度自信和道路自信等。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，学生毕业后具备无机非金属材料岗位群的工艺技术岗、生产管理岗、质量控制与管理等岗位工作能力，可从事工艺技术或设计、质量管理与控制、生产管理或工厂建设的沟通协调管理、工艺技术改进等工作。三、课程教学目标1、课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点3.1]掌握无机非金属材料工程设计和产品开发全周期、全流程的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。[毕业要求指标点3.2]能对无机非金属材料研发、生产与应用等过程特定需求的单元进行预设计。并能用图纸、报告或实物等形式呈现效果。[毕业要求指标点7.2]能够站在环境和社会可持续发展的角度思考无机非金属材料研发、生产与应用等工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。[毕业要求指标点11.3]在多学科环境下(包括模拟环境)，在无机非金属材料研发、生产与应用等环节的设计开发解决方案过程中，运用工程管理与经济决策方法。2、课程教学目标本课程教学目标对应于毕业生的毕业要求3、7、11，具体内容如下：教学目标1：通过本课程的学习，学生了解工厂基本建设前期工作的内容及其意义，能够根据现代陶瓷产品的产品性能要求选择最佳的生产工艺方法，并根据所选择的生产工艺把无机非金属材料专业企业工厂建设等复杂工程问题逐步分解成为若干问题，进行充分调研和分析，能够分析各项任务所受约束条件，对工厂的选址等工厂前期建设和后期运营、工厂所处环境与人力资源需求等进行综合评价，能对各种设计方案进行恰当评述和正确选择；感受陶瓷生产社会分工和社会发展的变化，感受新中国成立以来生产技术进步和社会发展进步，深切体会到文化自信和道路自信；支撑毕业要求指标点3.1。教学目标2：通过本课程的学习，学生理解和掌握现代智能陶瓷工厂总平面布置的原则和要求，根据风向风频图和所选择的现代智能陶瓷生产工艺流程，能把陶瓷厂各生产车间等在选定的厂址内合理进行布置，完成工厂布局设计，在工厂设计过程中能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，使工厂生产技术方案及流程合理、布局合理协调，具有创新意识，体现创新设计，达到设计目标要求；从技术上和政策上体现对社会、健康、文化、环境的重视，体现社会主义制度的优越性；支撑持毕业要求指标点3.1。教学目标3：通过本课程的学习，学生掌握并运用所学知识进行现代智能陶瓷工厂物料平衡计算和工艺设备的选型计算，能根据所选择的设备和初步的总平面布置图等，完成陶瓷生产特定需求的单元车间工艺预设计和车间设备布置，在设计过程中充分考虑车间生产设备智能化操作控制要求；并能用图纸进行展示设计思路和设计成果；通过对陶瓷生产工艺、陶瓷生产机械设备、烧结设备和智能化控制设备的发展变迁，感受中国陶瓷的生产技术进步，增强了道路自信。支撑毕业要求3.2。教学目标4：通过本课程的学习，学生理解和掌握工厂总平面布置的原则和要求，根据风向风频图和所选择的陶瓷生产工艺流程，能对工厂布局设计等复杂工程问题的解决方案进行客观评述，能正确评述这些解决方案对人类健康的影响，及其对环境生产安全、法律、文化等方面的影响，能采取正确措施避免其不利影响，理解社会、法律及道德等因素对工程实施的约束和应承担相应的责任；表明国家在政治制度、法律体系、社会道德等各个层面上对工厂建设管理常规化，体现我国国家制度的优越性；支撑持毕业要求指标点3.2。教学目标5：通过本课程的学习，使学生了解陶瓷产品制备加工过程可能产生污染的工艺过程和污染因素，了解陶瓷产品全生命周期对人类及环境的影响，了解陶瓷产品破损后的处理及该废弃物对环境的影响，理解专业工程活动与环境和可持续发展的关系，在单体工程设计和工厂总平面布置时，能够主动进行环境保护设计和防范污染发生,避免环境恶化而影响企业及社会可持续发展；通过对陶瓷生产过程中污染防治技术的发展和国家对污染控制法律法规的升级，体现中国对环境保护的重视，感受中国新的发展理念，增强了制度自信。支撑毕业要求7.2。教学目标6：通过本课程的学习，学生充分了解与工艺设计相关的工程建设、电气控制、采暖通风、给水排水、技术经济和工程概预算等专业相互关系，并将其与陶瓷工厂设计有机地结合在一起，并能将工程管理和经济决策方法运用在材料研发、产品方案设计、产品制造方法和生产工艺流程、生产方法调整等工程项目管理和经济决策中；通过工厂建设资金的需求，了解陶瓷生产装备和自动化技术装备水平的发展，感受中国科学技术的进步，感受中国速度；支撑毕业要求11.3。四、教学课时安排表1课堂教学学时分配表主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题1陶瓷工厂基本建设前期工作22教学目标1主题2陶瓷工厂的总平面布置44教学目标2和4主题3陶瓷工厂工艺设计的原则和工艺计算44教学目标3主题4陶瓷工厂车间工艺流程和主机设备的选型44教学目标3主题5陶瓷工厂各车间的工艺和设备布置66教学目标3和5主题6陶瓷工厂设计时要考虑的因素（与其它专业的相互协作）44教学目标6合计2424五、教学内容及教学设计主题或知识点1：陶瓷工厂基本建设前期工作1.教学内容陶瓷工厂的基本建设程序及其在陶瓷工厂设计过程中的意义；生产方法的选择及其重要性；计划任务书的编制及其包含的内容；厂址的选择应该考虑的因素；设计过程、步骤、设计阶段划分及其工作内容；设计资料的收集及各资料在工厂设计中的用途。通过现有陶瓷工厂生产工艺流程和工厂组成的变化，感受陶瓷生产社会分工和社会发展的变化，感受新中国成立以来生产技术进步和社会发展进步。2.教学重点项目的可行性研究；生产工艺流程的选择；工厂建设地址的选择；计划任务书的编制；工厂设计过程和步骤。3.教学难点工厂建设地址的选择；项目建议书和设计计划书在现在经济发展阶段的意义。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）针对课程的教学内容，把比较简单的内容交给学生自己阅读和理解，在课堂上通过各种案例分析、启发式教学等方法，把重点和难点进行详细的讲解，吸引学生的注意力，提高学生的学习兴趣，把知识和认知的方法教给学生，进行知识和思想传承。并通过课外作业加深学生对知识的理解与运用。主题或知识点2：陶瓷工厂的总平面布置1.教学内容陶瓷工厂总平面布置的原则；风向风频图（风玫瑰图）的识读；陶瓷工厂的组成部分（生产部分和生活部分，不同生产方法的陶瓷工厂组成）；工厂总平面布置的形式；陶瓷工厂的总平面设计；厂内交通运输设备及其自动控制、设备布置；工程管网设计与布置；工厂总平面布置实例。通过了解工厂内部交通运输设备自动控制发展变化，感受中国的技术进步，体现制度自信和道路自信。2.教学重点（风玫瑰图）与陶瓷工厂工艺总平面图布置3.教学难点风向风频图（风玫瑰图）与陶瓷工厂工艺总平面图布置，工厂内部各车间的上下游衔接与工厂工艺平面布置关系。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用实习时现场讲授讲述工厂布置时污染物对生产的影响，并与生活感受相结合，通过生动的案例介绍工厂总平面布置的原则和要求，并把这些内容通过课堂作业的讨论，引导学生的注意力和上课思想集中度，加深对该内容的理解和掌握。主题或知识点3：陶瓷工厂工艺设计的原则和工艺计算1.教学内容工艺设计的原则和程序；工厂生产工艺流程确定；工艺参数的确定；物料平衡的计算；主机设备选型的计算；通过陶瓷生产工艺和生产设备的发展变化，认识到中国科技的巨大进步，体现中国的文化自信。2.教学重点生产工艺流程和工艺参数的确定；物料平衡计算和主机设备选型计算。3.教学难点生产工艺流程和工艺参数的确定。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用案例式教学和比较式教学，对比陶瓷生产工艺技术的改进和提高，介绍陶瓷生产工艺、产品种类、产品质量等提高，介绍不同时期和不同生产工艺的工艺参数确定方法；加强与学生的互动，分享新中国改革开放以来陶瓷的发展历史和陶瓷的发展成就，介绍陶瓷的发展方向，提高学生的专业自信心和对中国发展的自信。主题或知识点4:陶瓷工厂车间工艺流程和设备的选择1.教学内容物料的破碎、粉碎、筛分和磨细；泥料的制备（不同陶瓷生产方法，其泥料制备存在差别）；坯体的成型；物料的贮存；原料和坯体的干燥和煅烧；给料、计量和输送设备简介。通过了解陶瓷生产工艺技术的发展，感受中国陶瓷生产技术进步，体现我们的道路自信、制度自信和文化自信。2.教学重点全生产工艺流程和短工艺流程；不同工艺流程坯料制备方法和储存状态；不同生产工艺及其性能特点；计量和输送设备的性能特点及选择，计量和输送设备的自动化控制方法和控制设备，设备之间的连锁控制；烧结设备的选择和烧结设备自动控制。了解设备的自动控制与智能陶瓷工厂的关系。3.教学难点不同工艺流程坯料制备方法和储存状态；不同工艺流程坯料制备方法和储存状态；烧结设备的选择；能根据不同生产需求合理选择生产工艺和合适的生产设备。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂讲授与多媒体相结合的教学方法，结合实习过程中见到的设备、生产工艺、设备选择与使用等，并针对不同陶瓷生产工艺的生产设备等加以横向对比，也针对陶瓷生产工艺的发展等进行纵向对比。通过对比了解中国陶瓷工业生产技术与设备的发展变化，通过对比，让大家了解在陶瓷工厂设计和生产过程中，人力资源的重要性，正确认识人力资源和劳动力资源的关系，正确认识人力资源在陶瓷工厂智能生产中的作用。以此加强与同学们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来加深大家对知识的理解和掌握程度，提高学生们的学习兴趣。主题或知识点5:陶瓷工厂车间的工艺和设备布置1.教学内容车间的工艺布置的要求；泥料或粉料制备车间工艺和设备布置（包括破碎和粉碎工段、陶瓷泥浆处理和榨泥练泥的工艺布置），釉料制备工艺和设备布置；成型车间及施釉的工艺和设备布置；干燥和烧成车间的工艺和设备布置；成品仓库的布置；各车间或工段的工厂平面布置相对位置实例；溜管、胶带输送机、斗式提升机、螺旋输送机和部分设备的布置。车间工艺和设备布置时须考虑相邻车间或工段在总平面布置图中的相对位置。通过各车间工艺设备布置，了解中国陶瓷生产设备和工厂智能自动控制在陶瓷生产过程中的深入应用程度，深切感受中国传统产业生产技术的发展变化，感受信息技术在陶瓷工业中的应用，感受中国的技术进步和社会发展，感受社会主义制度的优越性。2.教学重点各个车间的工艺布置及设备布置图；3.教学难点工艺总平面布置对各车间的工艺和设备布置的影响；各生产环节之间生产缓冲的布置、占地或建筑面积；各生产车间工艺和设备布置图的绘制。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用对比式和案例式教学，并与多媒体相结合，结合生产实习和岗位实习等具体工厂车间生产设备布置等内容进行回忆、互动、沟通等方式，来提高同学们对车间工艺和设备布置的理解程度，提高大家车间工艺和设备设计、车间工艺和设备布置的能力。通过陶瓷生产设备和生产工艺、陶瓷生产自动化程度的发展变化，劳动生产率的提高，感受中国陶瓷生产技术的进步，感受陶瓷工厂智能生产对技术人员等高素质人力资源的需求，体现我国技术发展过程中的文化自信和道路自信。主题或知识点6：与陶瓷工厂设计有关的其他专业知识1.教学内容工艺布置与土建设计的关系；工业建筑的类型与构造；工业厂房的结构；给水排水工程设计；除尘和采暖通风工程设计；电气连锁的设计；陶瓷工厂劳动定员的编制；设计概算的编制；产品成本的编制。通过建筑技术、自动化技术、劳动保护、车间采暖通风等发展变化，感受中国经济技术发展的巨大成就，体现了中国发展的道路自信和文化自信。2.教学重点陶瓷的工业厂房结构设计；工业厂房的结构和建筑结构的标准化；工艺专业和其他辅助专业在工厂和车间设计时的关系与配合，产品成本的计算；工业建筑的结构组成。3.教学难点工业厂房的结构和建筑结构的标准化；工艺专业和其他辅助专业在工厂和车间设计时的关系与配合。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂现场讲授与多媒体相结合的教学方法，把建筑标准化的思想贯穿在教学活动中。通过加强与学生们的互动，通过问题讨论、案例分析及启发式等形式来提高学生们对知识的掌握程度等。六、学生成绩评定1.成绩评定方法该课程是无机非金属材料工程专业的专业方向特色课程，是培养学生解决复杂工程问题的能力，是培养学生具有工艺及设备设计、技术改造、工程应用等专业能力。根据课程性质、课程内容及特点，重点考核学生应用所学知识分析问题和解决问题能力，而不是对知识条文的记忆和背诵等；对这部分知识的考核重点在于学生应用各种原则和工艺知识，选择合适的生产方法、工艺参数等完成车间工艺设备布置和工厂设计等，而这部分内容采用课程作业更加合适，故该课程考核方式为作业测评、课堂讨论和期末大作业等方式进行全过程的考核。本课程成绩考核评定办法为：平时成绩占60%，其中作业为50%，课堂表现为10％；期末大作业占40%。表2学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√成绩比例%5010402.课程教学目标考核方式本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：表3课程教学目标与考核方式评价权重课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）课堂表现作业期末考试合计教学目标1指标点3.12507教学目标2指标点3.1052025教学目标3指标点3.20301545教学目标4指标点3.225512教学目标5指标点7.23508教学目标6指标点11.133合计1050401003.课程教学目标评价标准表4考勤和课堂表现等平时成绩评定考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（10%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题表5课程教学目标评价标准优（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教学目标1熟悉陶瓷厂基本建设程序、建设阶段及其工作内容，合理选择其生产方法；合理进行厂址选择和评述；完整收集设计资料了解陶瓷厂基本建设程序、建设阶段及其工作内容，较合理选择其生产方法；能进行厂址选择和评述；能较完整收集设计资料基本了解陶瓷厂基本建设程序、建设阶段及其工作内容，能选择其生产方法；可进行厂址选择；能收集设计资料基本了解陶瓷厂基本建设程序、建设阶段及其工作内容，基本合理的选择其生产方法；基本能进行厂址选择；收集设计资料基本完整不了解陶瓷厂基本建设程序、建设阶段及其工作内容，不能合理的选择其生产方法；不能进行厂址选择和收集设计资料教学目标2熟悉风向风频图，能按照总平面图布置的原则和要求进行陶瓷工厂合理布置，创新意识强较合理利用风向风频图，能较好地按照总平面图布置的原则和要求进行陶瓷工厂合理布置，有创新意识能利用风向风频图，按照总平面图布置原则和要求进行陶瓷工厂布置，有一定创新意识基本能按照风向风频图、总平面图布置的原则和要求进行陶瓷工厂布置不能按照风向风频图、总平面图布置的原则和要求进行陶瓷工厂布置教学目标3能较好的根据陶瓷生产工艺流程和生产工艺参数进行物料平衡计算和车间设备选型计算，并按照车间生产工艺和设备布置原则和要求，合理进行车间设备布置并绘制图纸能根据陶瓷生产工艺流程和生产工艺参数进行物料平衡计算和车间设备选型计算，并按照车间生产工艺和设备布置原则和要求，进行车间设备布置并绘制图纸能根据陶瓷生产工艺流程和生产工艺参数进行物料平衡计算和车间设备选型计算，计算尚正确合理，并按照车间生产工艺和设备布置原则和要求，进行车间设备布置并绘制图纸基本能根据陶瓷生产工艺流程和生产工艺参数进行物料平衡计算和车间设备选型计算，并按照车间生产工艺和设备布置原则和要求，进行车间设备布置并绘制图纸，车间布置基本合理不能根据陶瓷生产工艺流程和生产工艺参数进行物料平衡计算和车间设备选型计算，不能按照车间生产工艺和设备布置原则和要求，进行车间设备布置教学目标4能根据风向风频图和陶瓷生产工艺流程，从社会、健康、安全、法律等方面对工厂的总平面图等复杂问题解决方案进行全面详细客观评述，正确理解这些因素对工程项目的约束和企业的责任能根据风向风频图和陶瓷生产工艺流程，从社会、健康、安全、法律等方面对工厂的总平面图等复杂问题解决方案进行比较详细的客观评述，较好地理解这些因素对工程项目的约束和企业的责任能根据风向风频图和陶瓷生产工艺流程，从社会、健康、安全、法律等方面对工厂的总平面图等复杂问题解决方案进行客观评述，理解这些因素对工程项目的约束和企业的责任能根据风向风频图和陶瓷生产工艺流程，从社会、健康、安全、法律等方面对工厂的总平面图等复杂问题解决方案进行基本评述，基本理解这些因素对工程项目的约束和企业的责任不能根据风向风频图和陶瓷生产工艺流程，从社会、健康、安全、法律等方面对工厂的总平面图等复杂问题解决方案进行评述，不能理解这些因素对工程项目的约束和企业的责任教学目标5非常了解陶瓷产品生产过程可能产生污染和污染源，准确理解专业工程活动与环境和可持续发展的关系，在单体工程设计和工厂总平面布置时，能够主动进行环境保护设计和主动防范污染