《智能制造技术》教学大纲

《智能制造技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01130121课程性质：专业选修课学分：3学分学时：48学时（理论48学时）先修课程：电工与电子技术B、系统工程导论后续课程：毕业实习和课程设计等适用专业：工业工程开课单位：机械工程学院一、课程说明《智能制造技术》是工业工程专业学生的专业选修课。本课程以学生的专业素质教育为目的，旨在使学生对智能制造技术的相关知识有一个较为全面的了解，掌握现代智能制造技术的发展情况和技术前沿。通过本课程的学习，使学生全面了解智能制造技术的现状和发展趋势，了解先进的智能制造技术方法。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：通过本课程的学习，使学生了解智能制造技术的内涵及其体系架构，进一步了解智能制造相关理念与关键技术，包括人工智能与专家系统、智能设计、智能工艺规划和智能加工数据库、智能监测、智能装备等，为后续学生深入了解、钻研和掌握智能制造核心技术打下基础；通过理论与实践应用相结合、线上线下混合等教学模式，增强学生学习的主动性以及有效性，拓宽学生对智能制造相关领域的认知，并帮助学生了解和掌握智能制造最新发展和技术前沿，助力学生发展成为适合智能制造的应用型人才。课程目标2：以了解和掌握全球智能制造最新技术以及中国智能制造技术现状与未来发展这一典型的综合性目标为主线，通过思政元素与理论知识的融和，培养学生爱国情怀、工匠精神，激发学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感以及科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生成为中国制造崛起和腾飞的助力者。三、课程目标与毕业要求《智能制造技术》课程教学目标对工业工程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撑强度6.工程与社会6.2能分析和评价工业工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，理解并承担相应的责任。课程目标1：通过本课程的学习，使学生了解智能制造技术的内涵及其体系架构，进一步了解智能制造相关理念与关键技术，包括人工智能与专家系统、智能设计、智能工艺规划和智能加工数据库、智能监测、智能装备等，为后续学生深入了解、钻研和掌握智能制造核心技术打下基础；通过理论与实践应用相结合、线上线下混合等教学模式，增强学生学习的主动性以及有效性，拓宽学生对智能制造相关领域的认知，并帮助学生了解和掌握智能制造最新发展和技术前沿，助力学生发展成为适合智能制造的应用型人才。M7.环境和可持续发展7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考工业工程实践的可持续性，评价工业工程实践中可能对人类和环境造成的损害和隐患。课程目标2：以了解和掌握全球智能制造最新技术以及中国智能制造技术现状与未来发展这一典型的综合性目标为主线，通过思政元素与理论知识的融和，培养学生爱国情怀、工匠精神，激发学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感以及科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生成为中国制造崛起和腾飞的助力者。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、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标智能制造技术基本知识1.1智能制造技术发展和意义1.2智能制造技术内涵、特征、目标及发展趋势1.3智能制造技术体系教学要求：了解本课程的分类、设置、结构与学分；了解智能制造技术的发展和意义；掌握智能制造技术的内涵和特征。了解智能制造的目标、发展趋势和技术体系。重点：智能制造技术的内涵与定义。难点：智能制造技术的内涵与定义。41、2人工智能2.1概述2.2知识表示方法2.3确定性推理介绍2.4状态空间搜索2.5专家系统2.6机器学2.7人工神经网络教学要求：了解人工智能的概念、发展简史与应用领域；了解知识表示、确定性推理、机器学习、状态空间搜索、专家系统、人工神经网络的概念及相关内涵；了解一阶谓词逻辑表示法、产生式表示法、框架表示法、自然演绎推理、盲目搜索算法、类比学习、人工神经元与人工神经网络模型以及专家系统的工作原理与建立过程、感知器与BP神经网络的概念及其学习算法。重点：知识表示方法、确定性推理、状态空间搜索、人工神经网络。难点：知识表示方法、确定性推理、状态空间搜索、人工神经网络。81、2智能设计3.1概述3.2智能设计系统3.3智能设计系统的产品模型3.4智能CAD系统的设计方法3.5智能CAD系统的开发与实例教学要求：了解智能设计的概念与发展；了解智能设计系统的构成、关键技术、产品模型；了解智能CAD系统的基本功能、设计模型；掌握智能CAD系统的设计方法；了解智能CAD系统的开发过程与应用领域。重点：智能CAD系统的设计方法，智能CAD系统的开发与实例。难点：智能CAD系统的设计方法，智能CAD系统的开发与实例。61、2智能加工技术4.1概述4.2智能加工工艺4.3制造加工过程的智能预测4.4智能制造数据库及其建模4.5智能制造专家系统设计及案例教学要求：了解计算机辅助工艺规划（CAPP）概念和类型；掌握工艺规划的智能化算法流程；了解智能制造数据库的总体框架、结构。重点：智能加工工艺。难点：制造加工过程的智能预测。81、2制造过程的智能监测、诊断与控制5.1概述5.2智能监测5.3智能诊断5.4智能控制5.5典型示范案例教学要求：了解传感器与智能传感器的概念、组成和基本工作原理；了解常用的加工监测方法；了解智能诊断的定义、发展、理论技术、应用及智能诊断系统一般结构；了解智能控制的定义、发展、方法和应用。重点：智能控制。难点：智能控制。61、2智能制造系统6.1概述6.2智能制造系统体系架构6.3智能制造系统调度控制6.4智能制造系统供应链管理教学要求：了解智能制造系统的体系架构；了解智能制造系统调度控制和供应链管理。重点：智能制造系统体系架构。难点：智能制造系统体系架构。81、2智能制造装备7.1概述7.2高档数控机床7.3工业机器人7.43D打印装备7.5智能生产线7.6智能工厂教学要求：了解智能制造装备的内涵、特征与界定；了解智能机床的定义、特征；了解工业机器人的基本组成结构与核心关键技术；掌握常见的3D打印技术基本原理；了解高档数控机床、工业机器人、3D打印技术的发展现状；了解智能生产线与智能工厂的基本概念。重点：高档数控机床，工业机器人。难点：高档数控机床，工业机器人。81、2合计48五、教学方法及手段本课程充分利用现代信息技术，进行教学模式“创新性”改革，采用微课、慕课、线上线下混合式教学等，教学形式呈现较强的先进性、互动性；微课视频、慕课及其他线上资源的引入，让学生充分运用学习通、中国大学MOOC等智慧教学工具，给教学方法的改革提供保证，培养课前及课后自主学习的能力，并效拓展了教学时空，有利于开展启发式、参与式、讨论式教学。通过本课程的学习，使学生了解智能制造技术的内涵及其体系架构，进一步了解智能制造相关理念与关键技术，包括人工智能与专家系统、智能设计、智能工艺规划和智能加工数据库、智能监测、智能装备等，为后续学生深入了解、钻研和掌握智能制造核心技术打下基础。以了解和掌握全球智能制造最新技术以及中国智能制造技术现状与未来发展这一典型的综合性目标为主线，通过思政元素与理论知识的融和，培养学生爱国情怀、工匠精神，激发学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感以及科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生成为中国制造崛起和腾飞的助力者。六、课程资源1.推荐教材：葛英飞．《智能制造技术基础》．机械工业出版社，2019.10．2.参考书：（1）王喜文，《智能制造：中国制造2025的主攻方向》，机械工业出版社，2016（2）王喜文，《中国制造2025解读：从工业大国到工业强国》，机械工业出版社，2015（3）谭建荣，《智能制造：关键技术与企业应用》，机械工业出版社，2017（4）陈明，梁乃明，《智能制造之路：数字化工厂》，机械工业出版社，2016（5）辛国斌，《智能制造探索与实践》，电子工业出版社，2016（6）刘永贤，蔡光起，《智能制造导论》，西安电子科技大学出版社，20163.期刊：[1]JournalofIntelligentManufacturing，智能制造，机械工程学报，中国机械工程，控制理论与应用，机电工程[2]杨启森.神奇的机器3D打印机和3D扫描仪[J].智能制造,2016(5):21-23.[3]马为清,杜慧婵,牛江蓉.智能制造新模式、新业态发展研究[J].智能制造,2017(7):24-28.[4]杨启森.3D打印技术工业应用巡览[J].智能制造,2017(7):16-19.[5]GargA,LamJSL,SavalaniMM.Laserpowerbasedsurfacecharacteristicsmodelsfor3-Dprintingprocess[J].JournalofIntelligentManufacturing,2018,29(6):1191-1202.[6]ChenT,WangYC,LinZ.Predictivedistantoperationandvirtualcontrolofcomputernumericalcontrolmachines[J].JournalofIntelligentManufacturing,2017,28(5):1061-1077.4.网络资源：（1）蔡自兴等，人工智能，2018.4，访问路径：/sCourse/course_6696.htm王万良等，人工智能导论，2018.4，访问路径：/course/ZJUT-1002694018蔡宗琰等，制造过程故障诊断技术，2018.9，访问路径：/course/CHD-1002143004七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩构成，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占比考核/评价细则课程目标12过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√64阶段测验20（1）根据每个阶段测验质量单独评分，满分100分；（2）每次阶段测验单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以阶段测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√1010课程作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√128课程论文50（1）课程论文总分100分，以成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核智能制造技术的内涵及其体系架构，智能制造相关理念与关键技术，包括人工智能与专家系统、智能设计、智能工艺规划和智能加工数据库、智能监测、智能装备。√√2525合计：100分5347八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课程论文、课堂表现、作业评价、阶段测验等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：本课程成绩由过程性考核成绩组成。其中：课堂表现10%、阶段测验20%、课程作业20%、课程论文50%，过程性考核成绩为100分。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现10积极参与