智能制造技術與應用機制 課程教學大綱

【智能制造技術及應用】【IntelligentManufacturingTechnologyandApplications】一、基本信息課程代碼：【2080261】課程學分：【2】面向專業(yè)：【機械設計制造及其自動化】、【智能制造工程】課程性質：【專業(yè)限選課】開課院系：機電學院智能制造系使用教材：【智能制造技術概論】（第二版），范君艷樊江嶺主編華中科技大學出版社2023.01先修課程：【高等數(shù)學】【工業(yè)機器人技術和安全】【理論力學】【材料力學】【大學物理】二、課程簡介本課程對智能制造的內涵特征、發(fā)展現(xiàn)狀、體系架構進行了歸納總結，從智能制造工業(yè)軟件、工業(yè)電子技術、工業(yè)制造技術和新一代信息技術這4個方面較為系統(tǒng)地介紹了智能制造的關鍵技術及其應用。本課程內容覆蓋較為全面，除工業(yè)軟件外，工業(yè)電子技術、工業(yè)制造技術和新一代信息技術都是構建智能工廠、實現(xiàn)智能制造的基礎。工業(yè)電子技術集成了傳感、計算和通信三大技術，解決了智能制造中的“感知、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)”。工業(yè)制造技術是實現(xiàn)制造業(yè)快速、高效、高質量生產的關鍵，包括眾多的先進制造技術、如數(shù)控加工技術、工業(yè)機器人技術、人機工程技術和增材制造技術等。新一代信息技術包括工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算、工業(yè)云等，主要解決制造過程中離散式分布的智能裝備間的數(shù)據(jù)傳輸、挖掘、存儲和安全等問題，是智能制造的基礎和支撐。三、選課建議本課程適合于智能制造專業(yè)、機械設計制造及自動化專業(yè)、工業(yè)機器人工程專業(yè)本科生修學，要求學生具有高等數(shù)學、大學物理、工業(yè)機器人等方面的基礎知識和技能。通過本課程學習，學生了解智能制造的關鍵技術，以適應未來智能制造崗位的需求。課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關聯(lián)性8項能力專業(yè)畢業(yè)要求LO1：表達溝通LO11：理解他人的觀點，尊重他人的價值觀，能在不同場合用書面或口頭形式進行有效溝通。LO2：自主學習LO21：能根據(jù)需要確定學習目標，并通過搜集信息、分析信息、討論、實踐、質疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學習目標。LO3：專業(yè)能力LO31：能夠應用本專業(yè)知識進行檢測儀表選型設計及工程問題分析。LO32：能夠應用本專業(yè)知識完成工業(yè)自動化設備及控制系統(tǒng)的工程應用設計能力,具備控制程序設計、編程、應用能力LO33：具備本專業(yè)工程問題的邏輯分析能力，故障分析與排除能力。LO34：能夠掌握水工業(yè)控制系統(tǒng)集成應用，完成相應的控制系統(tǒng)軟件、硬件、編制程序設計。LO35：能夠綜合本專業(yè)知識，對工業(yè)自動化系統(tǒng)進行安裝調試。LO4：盡責抗壓LO41：遵守紀律、守信守責；具有耐挫折、抗壓力的能力。（“責任”為我校校訓內容之一）。LO5：協(xié)同創(chuàng)新LO51：同群體保持良好的合作關系，做集體中的積極成員；勇于從不同角度思考問題，勇于提出新設想。LO6：信息應用LO61：能在學習、工作中應用信息技術解決問題。LO7：服務關愛LO71：愿意服務他人、服務企業(yè)、服務社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩（“感恩、回報、愛心”為我校校訓內容之一）LO8：國際視野LO81：具有基本的外語表達溝通能力與跨文化理解能力。五、課程目標/課程預期學習成果序號課程預期學習成果課程目標（細化的預期學習成果）教與學方式評價方式1LO311掌握智能制造技術的基本原理，并結合相關專業(yè)知識，進行基本的檢測儀表選型應用。課堂教學1.課后作業(yè)2.期末考試3.期中考試2LO321能應用PLC編程軟件進行面向工廠自動化裝置控制程序的編程及調試。課堂教學1.課后作業(yè)2.期末考試3.期中考試3LO322能應用SCADA編程軟件，開發(fā)工業(yè)自動化成套裝置監(jiān)控畫面的程序編程及調試。課堂教學1.課后作業(yè)2.期末考試3.期中考試4LO411服務企業(yè)、服務社會：應用所學知識設計繪制電氣原理圖，服務企業(yè)企業(yè)真實案例分享1.師生參與，學生互評六、課程內容（必填項）單元知識點能力要求教學難點智能制造概述（2課時）1.智能制造的基本概念2.智能制造的意義3.智能制造歐洲發(fā)展現(xiàn)狀4.美國的先進制造（再工業(yè)化）5.德國的工業(yè)4.06.中國制造20507.智能制造的內涵8.智能制造的特征9.智能制造的架構10.智能制造的關鍵技術能理解、并記憶住上述知識點要讓學生真正理解工業(yè)軟件（2課時）1.全球工業(yè)軟件展張狀況2.我國工業(yè)軟件發(fā)展狀況3.主要的工業(yè)軟件與系統(tǒng)4.軟件與系統(tǒng)的集成5.企業(yè)資源管理軟件ERP的概述與發(fā)展歷史6.ERP軟件的系統(tǒng)分類7.ERP軟件企業(yè)的應用、系統(tǒng)帶來的效益與ERP平臺軟件能理解、并記憶住上述知識點要讓學生真正理解實驗一產品生命周期管理軟件PLM（2課時）-演示、說明1.產品生命周期管理軟件PLM的概念與發(fā)展2.PLM與PDM的區(qū)別3.PLM的主要功用與建立方法4.PLM的發(fā)展趨勢能理解、并記憶住上述知識點要讓學生真正理解實驗二制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件MES（2課時）-演示、說明1.制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件MES的概述、定義與發(fā)展2.MES的特點與定位3.MES的主要功能模塊能理解、并記憶住上述知識點要讓學生真正理解工業(yè)電子技術（2課時）1.何為傳感器2.傳感技術與傳感器3.現(xiàn)代傳感技術的發(fā)展趨勢4.處理器的概念5.工業(yè)處理器6.解嵌入式系統(tǒng)7.嵌入式系統(tǒng)的應用8.何謂物聯(lián)網(wǎng)9.何為制造物聯(lián)網(wǎng)10.制造物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術能理解、并記憶住上述知識點要讓學生真正理解實驗三智能電子標簽點位監(jiān)測（2課時）-演示、說明1.了解半導體組件的制造過程。2.晶圓載具自動跟蹤監(jiān)測技術。能理解、并記憶住上述知識點實驗報告實驗四未來智能工廠模型（2課時）-演示、說明未來智能工廠的形態(tài)能理解、并記憶住上述知識點實驗報告工業(yè)制造技術（4課時）1.數(shù)控機床的組成、分類、應用2.數(shù)控機床的加工特點3.數(shù)控編程的基本概念4.數(shù)控車床的分類5.數(shù)控車床的應用6.數(shù)控銑床與加工中心及其加工7.增材制造的基本原理與特點8.增材制造的分類與主要方法9.增材制造的關鍵技術10.增材制造的數(shù)據(jù)處理方法11.增材制造技術的應用領域、發(fā)展方向與面臨問題能理解、并記憶住上述知識點能理解、并記憶住上述知識點實驗五工業(yè)機器人工作站（2課時）-演示、說明1.工業(yè)機器人的基本組成及其技術參數(shù)2.工業(yè)機器人的分類及其應用3.工業(yè)機器人的機械本體4.工業(yè)機器人的運動軸及坐標系5.工業(yè)機器人示教器的簡單編程6.工業(yè)機器人工作站、工業(yè)機器人生產線能理解、并記憶住上述知識點能理解、并記憶住上述知識點實驗六虛擬現(xiàn)實技術在人機工程中的應用（2課時）-演示、說明1.人機工程學的起源與發(fā)展2.虛擬現(xiàn)實中的人機交互；3.虛擬現(xiàn)實技術在人機工程中的應用4.人機工程學在數(shù)字化設計與制造中的應用能理解、并記憶住上述知識點能理解、并記憶住上述知識點新一代信息技術（6課時）1.人工智能及其發(fā)展簡史2.人工智能2.03.人工智能2.0新目標5.移動互聯(lián)網(wǎng)6.解移動互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢7.移動互聯(lián)網(wǎng)的應用8.理解云計算的概念9.理解云計算的特點10.理解知識自動化的發(fā)展11.理解知識自動化過程中的知識處理方法和推理方法12.工業(yè)生產過程的知識自動化13.理解數(shù)字孿生與孿生體的概念14.理解數(shù)字紐帶15.理解產品數(shù)字孿生體16.理解數(shù)據(jù)融合的概念17.理解數(shù)據(jù)融合研究的主要內容能理解、并記憶住上述知識點能理解、并記憶住上述知識點實驗七工業(yè)大數(shù)據(jù)推動制造業(yè)革新（2課時）-演示、說明1.工業(yè)大數(shù)據(jù)及其戰(zhàn)略作用2.工業(yè)大數(shù)據(jù)的架構3.工業(yè)大數(shù)據(jù)的特征4.工業(yè)大數(shù)據(jù)推動制造業(yè)革新能理解、并記憶住上述知識點能理解、并記憶住上述知識點實驗八工業(yè)云的應用（2課時）-演示、說明1.理解工業(yè)云的概念2.理解工業(yè)云的架構3.理解工業(yè)云的應用4.理解工業(yè)云的發(fā)展現(xiàn)狀能理解、并記憶住上述知識點能理解、并記憶住上述知識點七、課內實驗名稱及基本要求（選填，適用于課內實驗）列出課程實驗的名稱、學時數(shù)、實驗類型（演示型、驗證型、設計型、綜合型）及每個實驗的內容簡述。序號實驗名稱主要內容實驗時數(shù)實驗類型備注1產品生命周期管理軟件PLM1、了解產品生命周期管理軟件PLM。2.了解PLM的主要功用。2綜合型2制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件MES了解制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件MES2綜合型3智能電子標簽定位監(jiān)測1、了解半導體組件的制造過程。2.了解晶圓載具自動跟蹤監(jiān)測技術。2綜合型4未來智能工廠模型了解未來智能工廠的形態(tài)2綜合型5工業(yè)機器人工作站了解工業(yè)機器人工作站的一般設計原則。2.了解工作站的功能要求。2綜合