智能生产系统与CPS建模 教学大纲

PAGEPAGE5《智能生产系统与CPS建模》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称智能生产系统与CPS建模课程编号课程性质选修课课程类别学科专业选修课开课单位智能制造教研室授课学期第6学期学分/学时2/32课内学时32理论授课16上机学时16课内实践0实验学时0课外学时0适用专业智能制造专业是否双语否先修课程高等数学、线性代数、现代传感与测试技术后续课程毕业设计二、课程简介《智能生产系统与CPS建模》是智能制造工程专业的选修课，为综合性性较强的一门课程。本课程对智能生产系统的基本概念、组成和特点，CPS建模的基本原理、方法和技术进行理论讲授，并对智能生产系统对CPS建模的需求，以及CPS建模在智能生产系统中的作用与价值进行探讨，引导学生进行智能生产系统分析和CPS建模实践，培养学生的动手能力和解决问题的能力。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.要求学生掌握智能生产系统的基本概念、组成及其在生产中的应用，理解CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的原理、方法和技术，理解智能生产系统与CPS建模之间的相互关联。课程目标2.通过课程学习和项目案例分析，使学生能够通过检索文献，归纳分析智能生产系统，并结合所学知识对其进行CPS建模及仿真验证，具备解决实际智能生产系统中问题的能力，如故障诊断、性能提升等。课程目标3.通过对智能生产系统进行仿真分析，提高学生的实践能力和动手能力，培养学生创新思维、团队协作能力、职业道德和责任感，使其在智能生产系统与CPS建模领域具备高度的专业素养，增强其在智能生产系统与CPS建模领域具备竞争力。（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2课程目标32.3具备文献资料检索能力，能够对文献进行分析和归纳，并将其用于分析复杂智能制造工程问题，以获得有效结论。2-问题分析课程目标2课程目标35.2能够开发或应用满足特定需求的现代工具，对智能制造工程领域复杂工程问题进行模拟与预测，并能够理解其局限性。5-使用现代工具课程目标1课程目标2课程目标37.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考专业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。7-环境和可持续发展四、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绪论（学时数：2学时）1.课程主要内容(1)智能生产系统的定义与重要性。(2)CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的基本概念。(3)智能生产系统与CPS建模的关系。2.重点和难点(1)重点：CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的基本概念。(2)难点：智能生产系统与CPS建模的关系。3.教学方法教学课件课堂讲授。4.学生学习预期成果(1)了解本课程研究的背景、对象、意义和内容。(2)了解智能生产系统的发展现状及关键技术。(3)了解CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的基本概念。(4)理解智能生产系统与CPS建模的关系。5.支撑课程目标课程目标1、2、3。第二单元智能生产系统概述（学时数：6学时）1.课程主要内容(1)智能生产系统的组成与特点。(2)智能生产系统的关键技术。(3)大数据分析。(4)物联网技术。(5)云计算。2.重点和难点(1)重点：智能生产系统的组成、特点及关键技术。(2)难点：大数据分析、物联网技术、云计算在智能生产系统中的应用。3.教学方法课堂讲授基础知识，通过案例分析增强学生对智能生产系统的认识。4.学生学习预期成果(1)掌握智能生产系统的组成、特点及关键技术。(2)了解大数据分析、物联网技术、云计算在智能生产系统中的应用。5.支撑课程目标课程目标1、2。第三单元CPS建模基础（学时数：8学时）1.课程主要内容(1)CPS建模的基本概念与原理。(2)CPS建模的主要方法与技术。(3)CPS建模在智能生产系统中的应用。2.重点和难点(1)重点：CPS建模的原理及主要方法。(2)难点：CPS系统建模、仿真验证及优化控制。3.教学方法课堂讲授基础知识，通过简单实例使学生理解CPS建模的原理及主要方法，并通过上机实训，使学生掌握并巩固CPS建模的建模、仿真及优化方法。4.学生学习预期成果(1)理解CPS建模的原理。(2)掌握CPS建模主要方法与技术。(3)了解CPS建模在智能生产系统中的应用。5.支撑课程目标课程目标1、2。第四单元智能生产系统与CPS建模相结合（学时数：16学时）1.课程主要内容(1)智能生产系统对CPS建模的需求。(2)CPS建模在智能生产系统中的作用与价值。(3)智能生产系统与CPS建模的结合。2.重点和难点(1)重点：智能生产系统与CPS建模的结合。(2)难点：智能生产系统与CPS建模的结合。3.教学方法课堂分析具体案例，组织小组讨论、上机建模，分析和汇报。4.学生学习预期成果(1)了解智能生产系统对CPS建模的需求。(2)了解CPS建模在智能生产系统中的作用与价值。(3)结合CPS建模对智能生产系统进行分析与控制优化。5.支撑课程目标课程目标1、2、3。（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绪论讲授法课程目标1、2、321：1.25第二单智能生产系统概述讲授法课程目标1、261：1.25第三单元CPS建模基础讲授法、案例教学课程目标1、281：1.25第四单元智能生产系统与CPS建模相结合讲授法、项目教学课程目标1、2、3161：1.25合计301：1.25五、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50%作业（十分制）90本门课程5次作业，主要考核学生对本课程基础知识点的掌握情况，评分细则如下：9~10：表述内容充分、严谨、准确，计算步骤完整，结果准确，所用概念、理论和公式准确；准时上交、卷面整洁，书写工整；7~8：表述内容较充分、正确，计算步骤较完整，结果准确，所用概念、理论和公式准确；准时上交、卷面有涂改，书写较工整；6：表述内容较充分、个别有误，计算步骤不完善，结果准确，所用概念、理论和公式有误；准时上交、卷面有涂改，书写潦草；<6：表述内容不充分、错误较多，计算步骤不完整，结果有误，所用概念、理论和公式有误；未准时上交、书写潦草。目标分值=9*作业平均成绩课堂表现（十分制）101.课上提问及随堂测验回答问题正确6分2.上课态度端正（无迟到早退、上课认真听讲）4分目标成绩=课堂表现成绩之和实践成绩50%专题设计（十分制）100考核内容及评价细则1.方案设计合理62.汇报表达清楚、逻辑正确23.回答问题正确24.个人成绩按贡献度排序赋分。目标分值=10*汇报考核内容成绩之和（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绪论智能生产系统的定义CPS建模的概念作业课程目标1、2、3第二单智能生产系统概述智能生产系统的组成、特点及关键技术作业课程目标1、2第三单元CPS建模基础CPS建模主要方法与技术作业课程目标1、2第四单元智能生产系统与CPS建模相结合高端设备的智能项目分析专题汇报课程目标1、2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材周泓，邓修权，高德华主编：《生产系统建模与仿真》，机械工业出版社，2022年版。（二）相关推荐