《系统建模与仿真训练》教学大纲

《系统建模与仿真训练》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：10162053课程性质：集中实践课学分：1学分周数：1周先修课程：高等数学、概率论与数理统计、运筹学A、物流运输管理并修课程：无适用专业：物流管理开课单位：管理学院一、课程说明《系统建模与仿真训练》是物流管理专业教学计划所设的重要实践性教学环节，是以系统科学、计算机科学、运筹学和概率论与数理统计为基础结合各应用领域的的一门综合性的实验学科，是学生综合所学的基本理论与基本方法的综合演练。可以通过计算机仿真对系统进行多种方案和参数的实验，预测未来系统或项目的运行参数和经济效益。对于现有系统作改进时，也可以通过系统仿真，模拟经过改进以后的系统运行情况，以寻求满意的改进方案。通过本课程的实验训练，能了解运用计算机仿真技术模拟系统的基本步骤，熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能，为将来利用计算机对实体系统进行分析、研究、设计及调试打下基础。二、课程目标通过实习，使学生达到如下目标：课程目标1：结合专业课程内容，在实习中通过具体的仿真建模问题，培养分析问题，解决问题的能力，掌握系统建模与仿真的基本理论、原理、方法和工作步骤。课程目标2：掌握系统建模与仿真软件常用控件的使用原理和方法，培养学生使用仿真软件发现、分析、解决工业与服务系统进行建模与仿真的意识与能力。能够运用建模与仿真软件对复杂工业与服务系统进行过程仿真，并对结果进行专业分析、解释、评价与改善。课程目标3：培养规范撰写实习报告书的能力，图文并茂展示并解释具体要求、内容、步骤，并针对设计的仿真结果提出切实可行的改善优化方案。课程目标4：使学生接受建模与仿真的规范化训练，养成良好的建模与仿真的流程规范，培养学生规范化建模意识、团队合作意识，锻炼学生动手能力、自学能力。三、课程目标与毕业要求《系统建模与仿真训练》课程教学目标对物流管理专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支持强度1.工程知识1.2能针对具体的对象建立系统模型并求解或进行仿真实验。课程目标1：结合专业课程内容，在实习中通过具体的仿真建模问题，培养分析问题，解决问题的能力，掌握系统建模与仿真的基本理论、原理、方法和工作步骤。课程目标2：掌握系统建模与仿真软件常用控件的使用原理和方法，培养学生使用仿真软件发现、分析、解决工业与服务系统进行建模与仿真的意识与能力。能够运用建模与仿真软件对复杂工业与服务系统进行过程仿真，并对结果进行专业分析、解释、评价与改善。H4.研究4.3能够根据可行方案建模，科学并正确地采集数据，能对数据结果进行分析和解释，并通过信息处理得到合理有效的结论。课程目标3：培养规范撰写实习报告书的能力，图文并茂展示并解释具体要求、内容、步骤，并针对设计的仿真结果提出切实可行的改善优化方案。课程目标4：使学生接受建模与仿真的规范化训练，养成良好的建模与仿真的流程规范，培养学生规范化建模意识、团队合作意识，锻炼学生动手能力、自学能力。H5.使用现代工具5.3能够针对物流对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测物流问题，并能够分析和理解其局限性。课程目标2：掌握系统建模与仿真软件常用控件的使用原理和方法，培养学生使用仿真软件发现、分析、解决工业与服务系统进行建模与仿真的意识与能力。能够运用建模与仿真软件对复杂工业与服务系统进行过程仿真，并对结果进行专业分析、解释、评价与改善。课程目标3：培养规范撰写实习报告书的能力，图文并茂展示并解释具体要求、内容、步骤，并针对设计的仿真结果提出切实可行的改善优化方案。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、教学要求与学时分配《系统建模与仿真训练》的教学内容、教学方式与学时分配见表2。表2教学内容、教学要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点教学方式课时安排对应的课程目标1.实习动员，明确实习要求教学要求：采用理实一体化方式授课，讲解仿真项目构建的过程、仿真软件的操作，并下达任务书与实验指导书。学生根据任务书搜集工业与服务系统中的相关资料，选择并熟悉题目的具体内容。重点：熟练掌握平台软件操作。难点：根据应用场景选择。讲授/自学0.5天1、2、3、42.流水生产线故障率、加工时间波动、线边暂存区对产能影响独立项目与综合实验项目教学要求：能够独立设计生产线故障率、加工时间波动、线边暂存区对产能影响实验；能够对影响因素两两交叉设计；能够对三因素对产能影响进行综合实验设计重点：不同场景对产能的影响；实验管理器的应用。难点：综合应用场景分析以及实验管理器的可实现性。操作指导1天1、2、43.AGV自动导航和实验设计教学要求：掌握AGV车轨运输系统的基本设计；AGV小车相关控件的使用；AGV轨道设计及数量和速度实验设计。重点：AGV小车相关控件的使用；数量和速度实验设计。难点：数量和速度实验设计。操作指导1天1、2、44.用GA遗传算法优化序列问题模型教学要求：掌握GA遗传算法的设置；熟悉基础优化模型的搭建。重点：GA遗传算法的设置。难点：GA遗传算法的设置。操作指导1天1、2、45.综合设计实验教学要求：自行选择产品，设计生产流程及布局（切割、打磨、装配、喷漆、质检、包装、装运等），要求使用装配、传送带、班次、变量等对象，并进行图片编辑和动画设置，使用可视化信息统计工具；合理使用方法对象实现相关活动。重点：生产系统的创建；相关对象的应用；代码的编写。难点：代码的编写。操作指导1天1、2、46.报告书编写教学要求：根据仿真过程和分析结果编写课程设计报告书，报告书应图文并茂，以文字形式详细陈述设计目的、内容、步骤过程、结论、优化改善方案等，并将典型设计效果和分析结果以截图形式展示出来。重点：报告书的编写。难点：全面展示设计内容。指导0.5天3合计5天（1周）五、教学方法及手段本课程采用理实一体化教学模式，通过具体的综合案例完成课程教学任务和相关能力的培养。由于课程设计内容与实践紧密结合，学习者应根据课程指导书要求，以自学为主、教师讲授为辅，学会系统建模仿真软件操作和分析的方法，达到具备基本的建模与仿真的初步能力，学会综合应用各种创新工具，分析优化系统的运行。六、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由实习表现、操作练习、实习报告三部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标1234实习表现20（1）主要考核学生学习纪律和答疑情况；教师根据课堂整体表现情况评分。（2）考核学生独立完成设计任务情况；根据独立完成任务情况评分。√√√√5555操作练习40（1）主要考核综合运用理论知识、计算机技能和处理工程实际问题的能力。（2）教师根据计算合理性与否评分。√√√101515实习报告40（1）主要考核报告书的准确性和完整性。（2）教师根据图文质量高低评分。√√√√5151010合计：10020351530七、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定实习采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分三部分：实习表现、操作练习、实习报告。其中：（1）实习表现占20%，无故旷课达3次取消总成绩；（2）操作练习占40%；（3）实习报告占40%。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）实习表现20学习认真、态度端正，遵守纪律,视频完成90%以上，积极参加讨论，独立完成设计任务的90%以上；表现优秀学习认真、态度端正，遵守纪律,视频完成80%以上，积极参加讨论，独立完成设计任务的80%以上；表现良好遵守纪律，学习态度良好，视频完成70%以上，能够参加讨论，独立完成设计任务的70%以上；表现中等遵守纪律，学习态度一般，视频完成60%以上，能够参加讨论；独立完成设计任务的60%以上；表现一般学习纪律较差，视频完成60%以下，不积极讨论；独立完成设计任务的60%以下；表现较差操作练习40生产流程和布局设计和建模参数合理；plant对象合理、使用simtalk语言编程实现较复杂的活动；模型正常运行，不堵塞，不报错；图片合适，模型美观；整体有一定创新性；电子材料存档规范。生产流程和布局设计和建模参数合理；plant对象合理、有一定的simtalk语言编程；模型正常运行，不堵塞，不报错；图片合适，模型美观；整体有一定创新性；电子材料存档比较规范。生产流程和布局设计和建模参数基本合理；plant对象简单、simtalk语言编程较少；模型运行报错；模型不规范；整体创新性不足；电子材料存档基本规范。生产流程和布局设计和建模参数基本合理；plant对象简单、simtalk语言编程很少；模型运行报错；模型不规范；整体缺乏创新性；电子材料存档不规范。生产流程和布局设计和建模参数不合理；plant对象过于简单、几乎不使用simtalk语言编程；模型运行报错；模型不规范；整体缺乏创新性；电子材料存档不规范。实习报告40设计方案正确、表达清楚；设计思路、建模过程详细，步骤准确；达到课程训练规定的要求；排版格式规范，图文质量较高设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、建模过程比较