MBD数字化制造教学大纲

《MBD数字化制造》课程教学大纲表1课程基本信息课程代码课程名称MBD数字化制造学分/学时：2.5学分/40学时（理论学时：24；上机学时：16）适用专业智能制造工程课程类型专业课开课单位机械与汽车工程学院开课学期5一、课程简介随着制造业向着高质量发展阶段迈进，数字化、网络化、智能化已成为产业发展的主要方向，三维数字化设计制造逐渐成为产品研制中不可或缺的重要手段。MBD（ModelBasedDefinition）作为制造领域一种全新的产品定义技术，它以三维模型为信息载体，将产品设计信息、加工工艺信息、装配信息等全生命周期中各环节信息，集成定义到三维数字化模型中，实现了产品数据信息的统一管理，推动设计制造一体化发展。面向零件族的设计制造需求，通过重用MBD模型，还可快速生成相应的设计制造模型与流程，能极大地缩短同族零件的研发制造周期。MBD数字化制造课程是智能制造工程专业必修的一门专业课，课程以理论体系为核心，重视理论的实际应用。通过本课程的学习，使学生了解MBD技术发展及其应用，掌握MBD模型构建方法，理解MBD技术的相关标准，掌握基于模型的机加工艺设计技术、基于模型的协同工艺设计技术和基于模型的装配工艺设计仿真技术。在理论与上机案例实践教学中，贯穿创新思维和数字化能力的培养，使学生能够熟练应用相关软件，实现复杂工程设计、制造、装配全三维数字化，为从事智能制造工作奠定基础。二、课程目标课程目标1：了解智能制造的国内外发展现状和MBD数字化制造发展历程，从专业角度培养学生求真务实、开拓创新的职业精神；从思想上激发学生创新的动力，培养学生终身学习的意识和数字化素养。课程目标2：掌握MBD数字化制造的基本概念、理论与基本分析方法，具备基于MBD技术的设计、加工、装配等的基本能力，能运用MBD技术进行典型零件的MBD建模与三维工艺设计。课程目标3：了解基于MBD的协同工艺设计技术在机械系统设计制造中的应用，了解协同工艺设计流程；掌握基于模型的装配工艺设计仿真技术。课程目标4：了解MBD技术及主要标准，能够完成典型类型零件MBD建模实践、工艺建模实践和装配实践，具备应用MBD理论进行项目实践的综合能力。课程目标与所支撑毕业要求的对应关系表2课程目标与所支撑毕业要求的对应关系课程目标具体要求支撑的毕业要求课程目标1了解智能制造的国内外发展现状和MBD数字化制造发展历程，从专业角度培养学生求真务实、开拓创新的职业精神；从思想上激发学生创新的动力，培养学生终身学习的意识和数字化素养。指标点3-1能够在数字化、网络化、智能化条件下，综合运用机械工程及其相关学科基本理论和技术手段进行研发智能装备研发。课程目标2掌握MBD数字化制造的基本概念、理论与基本分析方法，具备基于MBD技术的设计、加工、装配等的基本能力，能运用MBD技术进行典型零件的MBD建模与三维工艺设计。指标点3-1能够在数字化、网络化、智能化条件下，综合运用机械工程及其相关学科基本理论和技术手段进行研发智能装备研发。课程目标3了解基于MBD的协同工艺设计技术在机械系统设计制造中的应用，了解协同工艺设计流程；掌握基于模型的装配工艺设计仿真技术。指标点5-1具备利用计算机及工具软件进行辅助设计、辅助制造与辅助分析的能力，能够针对智能制造领域内复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、现代信息技术工具。课程目标4了解MBD技术及主要标准，能够完成典型类型零件MBD建模实践、工艺建模实践和装配实践，具备应用MBD理论进行项目实践的综合能力。指标点6-2基于工程相关背景知识进行合理分析，评价智能制造工程专业工程实践和问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。四、教学内容表3理论教学内容与学时分配章节/单元推荐授课形式教学内容建议学时课程思政元素对应的课程目标第一章MBD技术发展及其应用讲课、习题、线上教学1.知识点：MBD技术内涵，基于模型的数字化技术应用框架体系，基于MBD的数字化制造技术解决方案。2.重点：基于模型的数字化技术应用框架体系。3.难点：基于MBD的数字化制造技术解决方案。21.大国重器中MBD的应用实例2.国家智能制造发展政策3.面向新质生产力的职业素养课程目标1第二章基于模型的定义技术讲课、习题、线上教学1.知识点：MBD模型定义方法，基于模型的定义标准，三维MBD数据集的组织定义，MBD模型几何信息表达，MBD模型非几何信息表达方法，MBD模型信息组织管理。2.重点：MBD模型的构建，MBD模型三维标注。3.难点：MBD模型三维标注。12结合MBD模型定义，培养逻辑思维与辩证思维能力。课程目标2第三章基于模型的机加工艺设计技术讲课、习题、线上教学1.知识点：基于MBD的工艺设计特点，参数化驱动的MBD模型生成与转换，基于混合图与尺寸式的工序尺寸计算方法，工序MBD模型的参数化驱动生成方法。2.重点：MBD加工工艺建模。3.难点：MBD三维加工工序卡。12结合国家智能制造发展，提升学生的使命感课程目标2第四章基于模型的协同工艺设计技术讲课、习题、线上教学1.知识点：基于MBD的工艺设计系统，复杂产品工艺数据的组织，并行协同设计流程，产品结构调整(装配单元划分)，协同工艺流程设计，确定产品交付技术状态（中间件模型建立），工装技术条件（定位计划）制定。2.重点：协同工艺流程设计。3.难点：中间件模型的生成。4结合制造业大企业的案例，培养学生求真务实、开拓创新的职业精神；从思想上激发学生创新的动力课程目标3第五章基于模型的装配工艺设计仿真技术讲课、习题、线上教学1.知识点：MBD装配模型的构建步骤，MBD装配工艺模型的设计与数据关系，基于模型的装配工艺设计仿真技术，基于模型的轻量化应用技术。2.重点：基于模型的装配工艺设计仿真技术。3.难点：基于模型的轻量化应用技术。10结合模型轻量化的案例，激发学生创新思维。课程目标3五、教学方式方法由于MBD数字化制造是一门技术领先的专业课，同时又与工程问题紧密联系。因此，在该课程的教学中，应瞄准高素质应用型人才培养目标，着重培养学生理论联系实际、解决工程问题的能力。所采用的主要教学方法如下：1.根据课程的强理论性特点，采用讲授法进行系统性的MBD数字化制造理论讲解，对于相似的教学内容，可应用类比法讲授，加深对理论的理解与辨识。充分激发学生学习积极性，结合先进技术手段，介绍MBD数字化制造的发展史及其在机械工程实际中的发展应用，来激发学生学习的兴趣。2.本课程课内外学时比应为1:1.5～1:2。根据专业需要，可对教学内容、次序和学时分配等，可根据需要作适当的调整，酌量选学展开。以学生为本，注意激发学生的分析与思考积极性，结合运用视频动画、教具模型、多媒体课件等现代化教学手段，便于学生对MBD数字化制造理论知识的学习理解。运用超星学习通等教学平台软件，灵活采用线下和线上线下混合教学等方式进行。3.安排专题实践和综合实践教学，充分调动学生积极性，引导学生发现问题，思考问题，教会学生解决问题的关键技巧，并使学生能够“举一反三”。4.紧密结合工程实际问题，阐述新原理、新技术与新方法，采用课堂教学、讨论与案例实践等相结合的教学方法，正确引导学生思路，注意从“应用角度”出发，引进工程实际案例，提高学生的工程意识，重视学生理解和应用，以加强对所学理论知识的掌握，熟悉求解实际问题的基本步骤。5.由于课程内容多，受课时的限制无法对所有内容进行同一深度和广度讲解，对各章节的重点难点进行课堂精讲；针对较复杂的工程应用问题，以工程案例实践课为载体，通过上机演练，引导学生钻研、实践，并以小组讨论、分析报告、仿真作业等方式检验学习效果，充分调动学生的自主学习积极性，培养学生的自学能力和创新能力。六、考核要求与评价1.考核方式和要求。采取平时考核与期末考核相结合的原则，课程成绩的最终评定采取理论成绩60%，上机40%。课程成绩分布及对应的课程目标情况见表4：表4考核方式和要求考核方式考核内容百分比考核标准对应的课程目标课堂及课外表现（5%）课堂签到，即所有理论课到课情况1对参与课堂、线上课程、课外活动学习态度是否认真的评价，21次为满分。课程目标1课堂互动，包括课堂参与投票，答题等情况2以学习通课堂投票或者课堂答题情况表现来定。课程目标2线上线下课堂学习表现2以学习通问卷调查或者课堂小组讨论的表现来定。课程目标3作业（5%）理论教学客观题作业5布置作业5次以上，取平均成绩。课程目标2上机（25%）包括上机表现，预习准备等方面30布置实践作业4次以上，取平均成绩。课程目标4文献阅读综述（5%）阅读MBD数字化相关文献，并撰写文献综述5撰写MBD数字化制造相关文献阅读综述课程目标1专题实践（10%）专题实践的建模、仿真和案例实践报告等10课程目标2期末考试（50%）包含选择题、填空题、判断题、简答题和综合应用题50闭卷考试课程目标1课程目标2课程目标3小计1002.课程评价课程评价周期为每3年评价一次。课程设置达成度目标值，采用成绩分析法进行评价。课程评价所需要的毕业要求及权重按照专业课程对毕业要求的支撑及权重相关规定，评价结果用于持续改进。七、先修课程《机械制图》《机械精度设计》八、推荐教材与参考资料1．推荐教材《MBD数字化制造》第1版，花海燕徐宇衔主编，机械工业出版社.2014.12.2．参考书目与文献[1] GB/T4863—2008机械制造工艺基本术语[S].中国标准出版社,2009-02-01.[2] GB/T28282—2012计算机辅助工艺设计系统功能规范[S].中国标准出版社，2012-12-01.[3] 国家质量监督检验检疫总局.GB/Z19098—2003机械产品数字化定义的数据内容及其组织[S].中国标准出版社,2003-12-01.[4] 中国国家标准化管理委员会.GB/T24734.1～24734.11—2009技术产品文件数字化产品定义数据通则[S].中国标准出版社,2010-09-01.[5]GB/T26099.1~26099.4-2010,机械产品三维建模通用规则[S].[6] GB/T26100-2010,机械产品数字样机通用要求[S].九、相关实践教学内容说明本课程实践环节共16学时，结合理论教学内容进行实践项目上机训练，内容要求见