智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計課程教學(xué)大綱

智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計課程教學(xué)大綱（PlanningandDesignofIntelligentManufacturingSystem）一、課程概況課程代碼學(xué) 分：2.0學(xué) 時：32（其中：講授學(xué)時32）先修課程：機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造基礎(chǔ)、智能制造技術(shù)等適用專業(yè)：智能制造工程建議教材：王進(jìn)峰著.智能制造系統(tǒng)與智能車間.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2020.課程歸口：航空與機(jī)械工程學(xué)院/飛行學(xué)院勇于創(chuàng)新的時代精神和服務(wù)社會的意識。二、課程目標(biāo)1.目標(biāo)2.能夠在對智能制造領(lǐng)域復(fù)雜工程問題調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，明確實驗?zāi)康模x擇研究路線，設(shè)計實驗方案。目標(biāo)3.了解智能制造領(lǐng)域常用的工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性。本課程支撐專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求2-1、畢業(yè)要求4-2和畢業(yè)要求5-2，對應(yīng)關(guān)系如表所示。支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3畢業(yè)要求2-1（H）√畢業(yè)要求4-2（H）√畢業(yè)要求5-2（H）√說明：H-強(qiáng)支撐三、課程內(nèi)容及要求（一）智能制造總論教學(xué)內(nèi)容智能制造概述。學(xué)習(xí)本課程的目的和意義o3DRFID智能制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)o神和精益求精的工匠精神，并將其轉(zhuǎn)化為努力學(xué)習(xí)和用于創(chuàng)新的動力?；疽罅私庵悄苤圃斓幕竞x和研究對象。掌握智能制造系統(tǒng)的含義o了解智能制造核心技術(shù)的概念。了解工業(yè)機(jī)器人基本原理o3D打印技術(shù)基本原理。了解RFID技術(shù)基本原理。了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本原理o了解工業(yè)大數(shù)據(jù)基本原理o了解云計算技術(shù)基本原理o了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本原理o了解人工智能技術(shù)基本原理。掌握智能制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)o~~PAGE320~（二）切削參數(shù)智能優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容切削參數(shù)智能優(yōu)選概述o切削參數(shù)優(yōu)化建模的基本方法o優(yōu)化目標(biāo)、切削參數(shù)優(yōu)化的邊界約束條件的基本概念以及選取方法o切削參數(shù)敏感性分析及優(yōu)化：田口法、基于田口法的單目標(biāo)切削敏感性分析和切削參數(shù)優(yōu)化、灰度關(guān)聯(lián)法、基于灰度關(guān)聯(lián)法的多目標(biāo)切削參數(shù)優(yōu)化最優(yōu)切削參數(shù)預(yù)測：利用理論公式計算的方法預(yù)測切削力、利用有限粗糙度。養(yǎng)他們用理論指導(dǎo)實踐能力?；疽笸庸すに?、工件材料，設(shè)定適宜的切削參數(shù)。用的優(yōu)化方法。熟練優(yōu)化目標(biāo)、切削參數(shù)優(yōu)化的邊界約束條件的基本概念以及選取方法。掌握田口法、基于田口法的單目標(biāo)切削敏感性分析和切削參數(shù)優(yōu)化o掌握灰度關(guān)聯(lián)法、基于灰度關(guān)聯(lián)法的多目標(biāo)切削參數(shù)優(yōu)化o掌握最優(yōu)切削參數(shù)預(yù)測方法。掌握如何利用理論公式計算的方法預(yù)測切削力o掌握如何利用有限元仿真的方式預(yù)測切削力o（三）智能工藝規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容智能工藝規(guī)劃基本原理、基本概念o智能工藝規(guī)劃建模：基于特征向量的工藝知識表述方法、工藝知識表述實例。工藝智能規(guī)劃。改進(jìn)的工藝規(guī)劃與編程深度求解方法：蟻群算法、改進(jìn)的工藝知識表述方法、利用蟻群算法求解工藝規(guī)劃問題、兩階段蟻群算法求解工藝規(guī)劃問題基本要求了解智能工藝規(guī)劃基本原理、基本概念o初步掌握智能工藝規(guī)劃建模方法o了解基于特征向量的工藝知識表述方法o掌握工藝知識表述實例o掌握遺傳算法的應(yīng)用o掌握基于遺傳算法的加工工藝智能規(guī)劃o掌握利用遺傳算法求解工藝規(guī)劃與編程o掌握蟻群算法、改進(jìn)的工藝知識表述方法o掌握如何利用蟻群算法求解工藝規(guī)劃問題o掌握兩階段蟻群算法求解工藝規(guī)劃問題o掌握改進(jìn)的工藝規(guī)劃與編程深度求解方法。（四）智能制造車間及調(diào)度教學(xué)內(nèi)容智能制造車間的基本概念o車間生產(chǎn)智能調(diào)度的基本原理o研究方法。柔性作業(yè)車間調(diào)度問題、基于混合遺傳算法的柔性作業(yè)車間調(diào)度方法研究。成批生產(chǎn)調(diào)度問題?；疽罅私庵悄苤圃燔囬g的基本概念o掌握車間生產(chǎn)智能調(diào)度的基本原理o掌握柔性作業(yè)車間調(diào)度建模方法掌握如何利用遺傳算法求解柔性作業(yè)車間調(diào)度問題o掌握基于混合遺傳算法的柔性作業(yè)車間調(diào)度方法o掌握柔性作業(yè)車間調(diào)度方法o掌握成批生產(chǎn)調(diào)度問題建模方法o掌握如何利用蟻群算法求解成批生產(chǎn)調(diào)度問題o掌握成批生產(chǎn)車間調(diào)度方法o（五）工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成教學(xué)內(nèi)容工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成的基本原理o工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成建模方法o略、典型案例及分析。利用蟻群算法求解工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成方法：蟻群算法的優(yōu)化策略、兩段式的蟻群算法求解IPPS分析。程，引導(dǎo)學(xué)生感悟科學(xué)成果來之不易，培養(yǎng)學(xué)生踏踏實實做事的品質(zhì)。基本要求了解工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成的基本原理o掌握工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成建模方法o掌握如何利用遺傳算法求解工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成方法o了解遺傳算法的優(yōu)化策略、典型案例及分析o掌握如何利用蟻群算法求解工藝規(guī)劃與車間調(diào)度集成方法oIPPS問題。了解進(jìn)的蟻群算法訪問策略、典型案例及分析o（六）智能制造系統(tǒng)案例分析教學(xué)內(nèi)容汽車行業(yè)典型零部件智能車間案例：MES系統(tǒng)、AGV小車、SCADA系統(tǒng)、Andon系統(tǒng)。航空發(fā)動機(jī)典型零部件智能制造車間案例：航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品及其生產(chǎn)特點、機(jī)匣產(chǎn)品及其工藝特點分析、機(jī)匣車間的管理現(xiàn)狀及存在問題、機(jī)匣COE生產(chǎn)組織方式及運作流程、機(jī)匣COE實施智能制造的主要內(nèi)容、機(jī)匣COE實施智能制造的技術(shù)支撐體系、機(jī)匣MES軟件的設(shè)計及實施。WISWISWIS建設(shè)方案?；诖髷?shù)據(jù)的生產(chǎn)系統(tǒng)預(yù)測性維護(hù)與機(jī)床體檢相關(guān)案例o生對基礎(chǔ)知識的重視，培養(yǎng)他們用理論指導(dǎo)實踐能力。基本要求了解汽車行業(yè)典型零部件智能車間案例o了解MES系統(tǒng)、AGV小車、SCADA系統(tǒng)、Andon系統(tǒng)。了解航空發(fā)動機(jī)典型零部件智能制造車間案例。了解航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品及其生產(chǎn)特點、機(jī)匣產(chǎn)品及其工藝特點分析、機(jī)COEE實施智能制造的主要內(nèi)容、機(jī)匣COE實施智能制造的技術(shù)支撐體系、機(jī)匣MES軟件的設(shè)計及實施。WIS總體規(guī)劃、車間數(shù)據(jù)采集方案、WIS系統(tǒng)建設(shè)方案教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系及學(xué)時分配見下表。序號教學(xué)內(nèi)容支撐的課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點講授學(xué)時實驗學(xué)時1智能制造總論目標(biāo)12-122系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型目標(biāo)12-163智能工藝規(guī)劃目標(biāo)32-1、5-284智能制造車間及調(diào)度目標(biāo)32-1、5-285工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成目標(biāo)32-1、5-266智能制造系統(tǒng)案例分析目標(biāo)24-22合計32四、課內(nèi)實驗（實踐）無。五、課程實施（一）把握主線，引導(dǎo)學(xué)生掌握系統(tǒng)分析相關(guān)概念、方法的實際意義，利用優(yōu)化設(shè)計。（二度的同時，注意學(xué)生的掌握程度和課堂的氣氛。（三（四）主要教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求見下表。主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課程教學(xué)內(nèi)容的組織。熟悉教材各章節(jié)，借助專業(yè)書籍資料，并依據(jù)教學(xué)大綱編根據(jù)各部分教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)思授課思路、技巧，選擇合適的教學(xué)方法。2講授系實際，熟練地解答和講解例題。采用多種教學(xué)方式（式教學(xué)、等，注重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。能夠采用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)o生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的學(xué)習(xí)興趣。3作業(yè)布置與批改學(xué)生必須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達(dá)到以下基本要求：（1）按時按量完成作業(yè)，不缺交，不抄襲o（2）報告邏輯性較強(qiáng)、格式正確，圖表運用合理o（3）能夠結(jié)合專業(yè)知識進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并提出解決方法o教師批改和講評作業(yè)要求如下：（1）學(xué)生的作業(yè)要按時全部批改，并及時進(jìn)行講評o教師批改和講評作業(yè)要認(rèn)真、細(xì)致，按百分制評定成績o重要組成部分。4課外答疑5成績考核本課程考核的方式為開卷上機(jī)考試或大作業(yè)形式考核隨堂考試。有下列情況之一者，總評成績?yōu)椴患案瘢海?）缺交作業(yè)次數(shù)達(dá)1/3以上者。（2）缺課次數(shù)達(dá)本學(xué)期總授課學(xué)時的1/3以上者。六、考核方式（一）本課程的考核方式包括形成性考核和期末試卷考核。（二（成績的平均分（百分制計分。（三（實驗（的平均分（百分制計分。（四）學(xué)生課程總評成績按下式計分：課程總評成績=所有形成性考核（非實驗）成績的平均分×比例1+所有形成性考核（實驗）成績的平均分×比例2+期末考試成績×比例3課程目標(biāo)與課程考核環(huán)節(jié)、達(dá)成權(quán)重的對應(yīng)關(guān)系見下表。序號課程目標(biāo)i考核環(huán)節(jié)總題分課程目標(biāo)達(dá)成權(quán)重1課程目標(biāo)1形成性考核（切削參數(shù)智能優(yōu)選與課后作業(yè)）1000.4期末試卷200.62課程目標(biāo)2形成性考核（智能工藝規(guī)劃方法與課后作業(yè)）10013課程目標(biāo)3形成性考核（對工藝規(guī)劃與車間調(diào)度智能集成與課后作業(yè)）1000.4期末試卷300.6n（五）每個課程目標(biāo)達(dá)成度計算方法如下：n支撐該課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)平均得分i達(dá)成權(quán)重in度in支撐該課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)總題分i達(dá)成權(quán)重ii1七、有關(guān)說明（一）持續(xù)改進(jìn)輪課程教學(xué)中整改完善，確保相應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成。（二）參考書目及學(xué)習(xí)資料[1]王進(jìn)峰著.智能制造系統(tǒng)與智能車間.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2020.附件：評分標(biāo)準(zhǔn)形成性考核評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)優(yōu)良（80～89）（70～79）及格（60～69）課程目標(biāo)1過程和要求過程和要求過程和要求基本掌握切削參數(shù)智能優(yōu)選過程和要求。不能掌握切削參數(shù)智能優(yōu)選過程和要求。課程目標(biāo)2很好掌握智能工藝規(guī)劃方法。良好掌握智能工藝規(guī)劃方法。較好掌握智能工藝規(guī)劃方法。基本掌握智能工藝規(guī)劃方法。不能掌握智能工藝規(guī)劃方法。課程目標(biāo)3很好掌握智能制造車間及調(diào)度。良好掌握智能制造車間及調(diào)度。較好掌握智能制造車間及調(diào)度?；菊莆罩悄苤圃燔囬g及調(diào)度。不能掌握智能制造車間及調(diào)度。實驗考核評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)（90～100）良（80～89）中等（70～79）及格（60～69）不及格（<60）課程目標(biāo)3按時完成任能按實驗步驟熟練完成操內(nèi)容完整地完成操據(jù)處理合整按時完成任務(wù)，預(yù)習(xí)較好，能按實驗步驟完成操作，報告數(shù)據(jù)合理，結(jié)論正確，內(nèi)容完整按時完成任實驗步驟完數(shù)據(jù)基本合本完整不能按時完成任務(wù)，預(yù)習(xí)不充分，操作步驟不夠準(zhǔn)確、報告數(shù)據(jù)不夠合理，結(jié)論不正確，內(nèi)容不夠完整三、試卷評分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)（90～100）良（80～89）中等（70～及格（60～不及格（<60）79）69）知識及概念掌握知識及概念能夠運用。解題過程基本正確、完70%知識及概念沒有掌握知識及概念，不會運用。解題過程錯誤且不完整，答案正確率低于60%知識及概念掌握較全面，能正確掌