《智能制造执行系统（MES）》课程教学大纲（智能制造工程专业）

《智能制造执行系统（MES）》课程教学大纲一、课程简介课程中文名智能制造执行系统（MES）课程英文名ManufacturingExecutionSystem,MES双语授课□是√否课程代码24112077课程学分3总学时数48（含实践32）课程类别□通识教育课程□公共基础课程√专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质√必修□选修□其他课程形态□线上√线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式□闭卷√开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告√课堂表现□阶段性测试√平时作业□其他（可多选）开课学院机器人工程学院开课系(教研室)智能制造工程系面向专业智能制造工程专业开课学期第六学期先修课程机电传动控制、工业互联网技术及应用等后续课程无选用教材1..张映锋著.智能物联制造系统与决策机械工业出版社,2018年9月第1版.参考书目国家智能制造标准化总体组，智能制造基础共性标准研究成果.电子工业出版社,2018年11月第1版张潇主编，智能制造.机械工业出版社,2015年9月第1版.课程资源无课程简介本课程是智能制造专业的一门综合性专业核心课。课程的主要内容围绕智能制造执行系统的总体框架、工艺装备、技术路线、工业互联、管理服务等方面进行介绍，主要任务是使学生熟悉智能制造执行系统内容，帮助学生建立智能制造执行系统解决方案的思维；激发学生对智能工厂各项现代化技术的专业兴趣，增强学生的专业意识、培养国家智能制造人才的使命感；提高学生的工程意识和工程素质，培育工匠精神，使其具备帮助地方制造行业和企业进行智能制造升级改造、提供智能制造解决方案的初级应用能力，为地方和社会经济发展服务。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1掌握智能制造各模块的基本知识，能够针对不同智能制造系统的需求和工艺，设计解决方案，熟练操作相关仿真软件，具备实现数字化智能制造执行系统的建设仿真的能力。课程目标2掌握MES的各功能模块的内容和目标及实施方法与策略，具备采用科学方法，制定实验方案，解决智能制造系统出现的问题的能力。课程目标3了解环境与可持续发展的政策与法规，理解环境与可持续发展对智能制造系统的重要性。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对智能制造领域的复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的软硬件系统、单元或智能制造工艺流程，并能够在设计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。【M】指标点3.1：能够分析复杂工程问题，设计解决方案，并体现出创新意识。1毕业要求2：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂智能制造工程问题进行研究，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。【H】指标点4.2：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂智能制造工程问题制定实验方案并实施。2毕业要求7：环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂智能制造工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。【L】指标点7.1：了解环境与可持续发展的政策与法规，理解环境与可持续发展对本专业工程实践的重要性。3三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1走进MES1.MES的发展与意义1.课前预习：整章所有内容2.拓展阅读：MES系统各模块的组成与功能3.主题讨论：MES系统与智能制造工程专业间的关系4.课后作业：相关章节的课后习题课程目标3重点：1.MES在制造行业的定位2.MES系统实施与项目管理3.MES系统架构与模块功能4.MES系统实施与项目管理难点：5.MES系统实施与项目管理自主学习法：主要针对第1节内容；讲授法：主要针对第2-4节，引导学生学习理论知识；专题探讨法：培养学生主动思考问题的能力；练习法：针对全部章节习题22.MES系统实施与项目管理课程目标1、23.MES系统架构与模块功能课程目标1、24.MES系统实施与项目管理课程目标1、22MES通信协议1.标准通信协议OPCUA1.课前预习：整章所有内容2.拓展阅读：西门子S7的功能3.主题讨论：HTTP、MQTT协议的区别4.课后作业：相关章节的课后习题课程目标3重点：1.OPCUA和S7协议内容2.HTTP、MQTT协议内容讲授法：主要针对第1-4节，引导学生学习理论知识；专题探讨法：培养学生主动思考问题的能力；练习法：针对全部章节习题42.西门子S7课程目标1、23.HTTP、MQTT协议课程目标1、23华中数控智能制造管控软件（MES系统）1.MES在制造行业的作用1.课前预习：整章所有内容2.拓展阅读：华中数控智能制造管控软件的组成3.主题讨论：什么是MES系统的订单管理4.课后作业：相关章节的课后习题课程目标3重点：1.MES系统的订单管理应用难点：2.MES系统的设备监视方式讲授法：主要针对第1-3节，引导学生学习理论知识；专题探讨法：培养学生主动思考问题的能力；练习法：针对全部章节习题42.MES系统的订单管理课程目标1、23.MES系统的设备监视课程目标1、24MES与S7-1200PLC通讯1.通讯通道接口定义1.课前预习：整章所有内容2.主题讨论：MES与PLC通讯约定方法3.课后作业：相关章节的课后习题课程目标1、2重点：1.通讯通道接口定义2.Modbus-TCP指令使用方法难点：3.MES与PLC通讯约定方法4.通讯调试步骤讲授法：主要针对第1-4节，引导学生学习理论知识；专题探讨法：培养学生主动思考问题的能力；练习法：针对全部章节习题42.Modbus-TCP指令应用课程目标1、23.MES与PLC通讯约定课程目标1、24.通讯调试课程目标1、25MES与PLC命令码响应1.MES发给PLC指令1.课前预习：整章所有内容2.课后作业：相关章节的课后习题课程目标1、2重点：1.MES发给PLC指令解析2.MES响应PLC指令解析3.PLC发给MES指令解析4.PLC响应MES指令解析讲授法：主要针对第1-5节，引导学生学习理论知识；专题探讨法：培养学生主动思考问题的能力；练习法：针对全部章节习题62.MES响应PLC指令课程目标1、23.PLC发给MES指令课程目标1、24.PLC响应MES指令课程目标1、25.设备状态信息采集课程目标1、2填表说明：（1）“学习任务”栏：为了达到相应课程目标所设计的特定的学习项目或活动。如拓展阅读、练习、线上学习、个人作业、小组作业等。（2）“课程目标”栏：对应的课程目标填写序号即可。（3）“教学方法”栏：根据教学需要选择合适的教学方法，如课堂讲授、实验指导、视频学习、查阅文献、案例教学、调研、小组讨论、自学等，并简要说明该教学方法的作用，即能够怎样引导学生学习，促进学生哪些方面知识、能力和素质的发展。备注说明：若课程中无实验学习内容，需删除“（一）理论学习内容及要求”标题及下一页内容。实验学习内容及要求表3-2课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号项目名称项目来源教学目标（观测点、重难点）学时数项目类型要求每组人数教学方法课程目标1实验1：工艺配置教师开发1.能够完成工艺工序的配置12综合性掌握如何将一个工艺流程配置到系统中4-6实验指导小组讨论课程目标1、22.可以实现加工程序的配置2实验2：订单下发教师开发1.实现订单的排产10综合性掌握订单的建立、排产以及调度4-6实验指导小组讨论课程目标1、22.顺利实现订单的调度3实验3：OPCUA协议模拟教师开发1.通过OPCUA进行数据的监控10综合性通过OPCUA进行数据的监控4-6实验指导小组讨论课程目标1、2四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.掌握MES系统的基本知识理论模块1-540%平时成绩期末成绩2.掌握MES系统的通信协议理论模块1-53.掌握MES系统的基本组成和功能，具备设计解决方案的能力理论模块1-54.掌握操作仿真软件的能力，具备实现数字话智能制造执行系统的仿真能力理论模块1-5课程目标21.掌握MES与PLC命令码响应，了解设备的采集状态理论模块1-550%平时成绩期末成绩2.掌握MES系统工序配置流程，及相关功能实践模块1-33.掌握MES系统的工序下发流程及操作步骤实践模块1-34.掌握OPCUA的数据监控方法，并能熟练操作监控方法，具备解决智能制造系统出现问题的能力实践模块1-3课程目标31.掌握MES的发展和意义理论模块110%平时成绩2.了解MES在智能制造行业的作用理论模块33.掌握智能制造系统与环境可持续发展的作用，理解环境和可持续发展对实践模块1-3评分依据：如果课程论文或作品设计是课程考核的唯一方式，必须明确课程论文或作品设计的内容与课程目标的达成度，写明评分依据。表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比课堂表现成绩比例12%作业完成情况成绩比例6%课堂考勤成绩比例6%实践教学成绩比例36%期末成绩比例40%课程目标120%50%15%40%40%40%课程目标260%50%15%50%60%50%课程目标320%70%10%10%备注：以上考核方式类型及占比均为示例，需确保每一列占比总和为100%。（二）成绩评定1.平时成绩评定（60%）（1）课堂表现（20分）：通过学生在课堂上的表现情况、发言与提问情况，来评价学生相关的能力。（2）作业完成情况（10分）：围绕课程的学习目标，在课程教学模块后安排适当作业，巩固学生对知识的认识，考核学生对于概念的理解情况，对于问题的解决能力，强化学生对智能工厂集成技术的应用掌握。（3）课堂考勤（10分）：主要考核学生迟到、旷课、请假等情况，以考勤情况确定，迟到1次扣2分、旷课1次扣5分，此项可得负分。（4）实践教学（60分）：通过应用型实验开展的表现及实验报告作为考核依据，考核学生对应用实作实验的基础掌握能力、应用执行能力和对探索性问题的综合解决能力。2.期末成绩评定(40%)占总分40分。主要考核所学5个课程模块的智能制造执行系统的基本概念、重要知识、综合分析等，检测综合学习效果。建议采用100分制试卷，开卷测试。3.总成绩评定总成绩应由平时考核成绩、报告成绩和期末考核成绩构成。总成绩（100%）=平时成绩（60%）+期末成绩（40%）（三）评分标准表5评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课程报告（1）报告符合课程性质，选题范围适中，具有较高的研究价值和意义，表现出很强的问题意识。（2）报告论证过程严谨，所使用的证据或材料充分，结论清晰，具有相当的说服力和解释力。（3）报告结构合理，组织严密，连贯一致。（4）语言表达准确，叙述清楚，所使用的教育专业术语规范。（5）报告符合学术规范。（1）报告选题恰当合理，具有较高的研究价值和意义，表现出较强的问题意识。（2）报告论证过程较为严谨，所使用的证据或材料较为充分，结论清晰，具有较强的说服力和解释力。（3）报告结构合理，组织较为严密，连贯一致。（4）语言表达较为准确，叙述清楚，所使用的教育专业术语较为规范。（5）报告基本符合学术规范，无明显错误。（1）报告选题较为合理，具有一定的研究价值和意义，表现出一定的问题意识。（2）报告论证过程具有一定的严谨性，所使用的证据或材料较为充分，结论清晰，具有一定的说服力和解释力。（3）文章结构较为合理，组织较为严密。（4）语言表达较为准确，叙述较为清楚，所使用的教育专业术语较为规范。（5）报告基本符合学术规范，有部分错误。（1）报告主题具有一定的研究价值和意义，但选题凝练不够，问题意识欠佳。（2）论证过程较为合理但不太严谨，具有一定的证据或材料但不够充分，结论基本清晰。（3）报告结构较为合理，组织具有一定的严密性，但存在部分不连贯现象。（4）语