机械电子工程智能生产计划管理教学大纲

PAGEPAGE8《智能生产计划管理》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称智能生产计划管理课程编号课程性质选修课课程类别专业课开课单位机电工程学院授课学期第五学期学分/学时1/16课内学时16理论授课16上机学时0课内实践0实验学时课外学时20适用专业机械电子工程是否双语否先修课程C语言程序设计后续课程毕业设计二、课程简介《智能生产计划管理》课程是机械电子工程专业的重要专业选修课程，其目的在于跟踪市场需求的变化，合理安排物料、设备、人力资源和资金等，以降低生产成本、缩短交货周期和提高产品质量，进而提高企业的运行效率，使生产系统实现最佳化的功效，最终满足客户的需求。本课程以生产计划为主线，讲授智能生产计划管理相关的基础知识，系统阐述了生产、生产系统、生产计划、生产作业计划与排序、库存管理等生产作业控制的基础知识，并拓展介绍了智能工厂、智能生产、信息物理生产系统等智能生产系统相关内容。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1（知识目标）：认识生产计划与控制的重要性，掌握智能生产计划管理的具体操作过程；了解生产计划体系，掌握生产计划的编制与排序；了解库存的类型与作用，掌握设备选址的原则。课程目标2（能力目标）：掌握生产计划与控制的运用能力，具备运用知识解决实际问题的能力；具备基本的生产计划管理能力、算法设计与分析能力。课程目标3（素质目标）：通过课程教学，培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。通过了解现代化大型智能工厂的实际运行案例，激发学生的家国情怀、求知热情、探索和创新精神，使学生善于思考，勇于实践。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点5使用现代工具5-1能够合理选择与使用解决复杂机械电子工程问题所需的多种仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具；课程目标2指标点11项目管理11-2具有从经济性的角度决策多学科环境中工程项目技术方案的能力课程目标3指标点11项目管理11-1理解工程活动中涉及的重要经济与管理因素四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元生产与生产系统（学时数：2学时）1.课程主要内容生产和生产系统在现代工业和智能生产计划管理中的作用至关重要，生产指将原料转化为最终产品的一系列操作和活动，而生产系统则是为了实现生产过程而设计的整体结构和组织。本章主要讲授生产和生产系统的概念，生产与运作的流程，生产类型及特点以及生产的组织方式，最后介绍智能生产系统。2.重点和难点（1）重点：生产和生产系统的概念；生产运作的流程；生产的类型和特点。（2）难点：生产系统的功能及实现方式；生产目标的分析。3.教学方法（1）采用“讲授+思政案例”的方式，使学生掌握生产和生产系统的基本概念，以及生产的类型和特点。引入工程师解决生产问题的故事，激发学生的探索精神。（2）采用“讲授+案例教学”的方式，引入丰田汽车公司的生产系统，帮助同学更直观的理解生产运作的流程和智能化生产系统。4.学生学习预期成果（1）掌握生产和生产系统的概念，生产与运作的流程，生产类型及特点以及生产的组织方式。（2）具备辨别生产类型的能力，并可清晰阐述其特点。5.支撑课程目标通过本单元的学习，使同学们掌握生产和生产系统的概念，生产与运作的流程，生产类型及特点以及生产的组织方式，结合思政元素的引入，对课程目标1、3起到了支撑作用，并为后续章节的学习奠定了理论基础。第二单元生产计划体系概述（学时数：5学时）1.课程主要内容生产计划是企业对生产任务作出的统筹安排，具体拟定生产产品的品种、数量和进度计划，是企业进行生产管理的重要依据。本章主要对生产计划体系进行概述，讲授综合生产计划、主生产计划和物料需求计划。2.重点和难点（1）重点：综合生产计划的定义及编制方法；主生产计划的定义与作用；物料需求计划及物料清单；生产能力的定义及分类。（2）难点：综合生产计划的求解策略；主生产计划的时间基准与计算过程；物料需求计划的建模与求解；生产能力的核定与求解。3.教学方法（1）采用“讲授+案例教学”的方式，通过引入国内某重型汽车企业面临的生产管理问题，使同学们直观的掌握综合生产计划的重要性及编制方法。（2）采用“讲授+实际操作”的方式，掌握主生产计划的作用及计算过程。（3）采用“讲授+热点讨论”的方式，使同学们掌握生产能力的核定与求解方法，并深刻理解产能过剩带来的问题。4.学生学习预期成果（1）掌握综合生产计划的定义及编制方法；主生产计划的定义与作用；物料需求计划及物料清单；生产能力的定义及分类。（2）具备编制综合生产计划并求解、计算主生产计划时间基准和物料需求建模的能力。5.支撑课程目标通过本单元的学习，使同学们掌握综合生产计划的定义及编制方法；主生产计划的定义与作用；物料需求计划及物料清单；生产能力的定义及分类，具备生产计划的编制和求解能力，对课程目标1、2起到了支撑作用，并为后续章节的学习奠定了理论基础。第三单元生产作业计划与排序（学时数：3学时）1.课程主要内容生产作业排序是企业制定生产计划的重要问题，包括确定工件的加工顺序，每台设备加工每个工件的起始时间等。本章主要讲授生产作业计划的相关概念和编制方法，生产作业中多设备的排序问题。2.重点和难点（1）重点：生产作业计划的编制方法；生产作业排序的影响因素与评价。（2）难点：生产作业排序的主要规则与定理；生产作业中多设备的排序问题。3.教学方法（1）采用“讲授+视频动画”的方式，使同学们认识到生产作业排序的重要性，并掌握生产计划排序的编制方法。（2）采用“讲授+案例教学”的方式，使同学们理解影响生产计划排序的主要因素，掌握生产计划排序的评价方法。4.学生学习预期成果（1）了解并掌握生产计划排序的相关概念和编制方法；（2）能够解决简单的生产作业排序问题。5.支撑课程目标通过本单元的学习，使同学们掌握生产作业排序的规则，能够对生产计划进行排序与评价，对课程目标1、2起到支撑作用。第四单元库存管理（学时数：3学时）1.课程主要内容库存管理根据外界对库存的要求，企业订购的特点进行预测、计划和执行一种补充库存的行为，并对这种行为进行控制。库存管理是生产、计划和控制的基础，本章主要讲授库存的对象及分类、库存控制系统和库存控制模型等内容。2.重点和难点（1）重点：库存的对象及分类、库存的控制系统、单周期库存控制模型。（2）难点：经济订货批量模型、经济生产批量模型和加个折扣模型的建立。3.教学方法（1）采用“讲授+视频动画”的方式，使同学们了解库存的对象及分类，掌握库存控制系统及单周期、多周期库存控制模型。（2）采用“讲授+案例教学”的方式，使同学们了解库存控制问题的解决方法。4.学生学习预期成果（1）掌握库存控制系统的原理。（2）具备建立单周期和多周期不同库存控制模型的能力。（3）具有应用知识解决具体库存控制问题的能力。5.支撑课程目标通过本单元的学习，使同学们掌握库存的对象及分类、库存控制系统和库存控制模型建立等内容，对课程目标1、2起到支撑作用。第五单元生产作业控制（学时数：3学时）1.课程主要内容生产作业控制，也可成为生产进度控制，是在生产计划执行过程中，对有关产品生产的数量和期限的控制，其主要目的是保证完成生产作业计划所规定的产品数量和交货期。本章主要讲授生产作业控制的概述，基于AGV的车间物流控制和基于数字孪生的车间作业监控。2.重点和难点（1）重点：生产作业控制的概念。（2）难点：基于AGV的车间物流控制；数字孪生的概念和实现方式。3.教学方法（1）采用“讲授+案例教学”的方式，使同学们掌握生产作业控制的概念。（2）采用“讲授+前沿介绍”的方式，使同学们接触最新的智能生产计划管理前沿，并对数字孪生和智能化工厂具有一定的了解。4.学生学习预期成果（1）掌握生产作业控制的概述，基本了解基于AGV的车间物流控制和基于数字孪生的车间作业监控。（2）具备分析评价生产作业控制实例的能力。（3）针对生产作业控制，具有一定的前沿视野和智能工厂的概念。5.支撑课程目标通过本单元的学习，使同学们掌握生产作业控制的概念，通过引入智能工厂等学术前沿，激发学生求知热情和探索创新精神，对课程目标2、3起到支撑作用。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元生产与生产系统讲授法、思政案例、案例教学课程目标1、321.5第二单元生产计划体系概述讲授法、案例教学、实际操作、热点讨论课程目标1、251.2第三单元生产作业计划与排序讲授法、视频动画、案例教学课程目标1、231.3第四单元库存管理讲授法、视频动画、案例教学课程目标1、231.3第五单元生产作业控制讲授法、案例教学、前沿介绍课程目标2、331合计161.25五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩40%作业（百分制）40本门课程5次作业，主要考核各章节教学重点和难点内容，作业评分的具体标准为提交时效性和准确率；目标分值=0.4*作业平均成绩*时效系数；其中，时效系数=（1-延迟提交作业天数*0.1），时效系数最低值为0.5。课堂表现（百分制）60参与课堂互动、投票、问答、讨论等课程活动获得相应分数，主要考核学生对基础知识的掌握程度和课堂听课状态。期末考试60%知识40主要考核学生对所学重点、难点的掌握程度内容及占比为：生产与生产系统（10%）；生产计划体系概述（30%）；生产作业计划与排序（20%）；库存管理（20%）；生产作业控制（20%）。考试题型为填空（20分）、判断（10分）、选择（20分）、简答（20分）、综合（30分）。能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元生产与生产系统1-1生产作业计划的编制方法1-2生产作业排序的主要规则与定理1-3生产作业中多设备的排序问题作业、期末考试课程目标1、3第二单元生产计划体系概述2-1综合生产计划的定义及编制方法2-2主生产计划的定义与作用2-3物料需求计划及物料清单2-4生产能力的定义及分类作业、期末考试课程目标1、2第三单元生产作业计划与排序3-1生产作业计划的编制方法3-2生产作业排序的影响因素与评价3-3生产作业排序的主要规则与定理3-4生产作业中多设备的排序问题作业、期末考试课程目标1、2第四单元库存管理4-1库存的对象及分类4-2库存控制系统4-3库存控制模型等内容作业、期末考试课程目标1、2第五单元生产作业控制5-1生产作业控制的概述5-2基于AGV的车间物流控制5-3基于数字孪生的车间作业监控作业、期末考试课程目标2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材胡耀光主编：《生产计划与控制》，清华大学出版社，2023年版；（二）相关推荐书目1.梁迪主编：《生产计划与控制》，化学工业出版社，20