智能工厂集成技术-智能制造专业 教学大纲

PAGEPAGE12《智能工厂集成技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称智能工厂集成技术课程编号课程性质选修课课程类别专业选修课程开课单位智能制造教研室授课学期第7学期学分/学时2/32课内学时32理论授课22上机学时10课内实践0实验学时4课外学时32适用专业智能制造工程专业是否双语否先修课程工业互联网基础、机器人技术基础、传感与检测技术、电气控制与PLC、智能加工技术后续课程智能工厂虚拟仿真综合训练、毕业设计二、课程简介随着“中国制造2025”的稳步推进，智能制造在各个方面取得了重大进展，其中智能工厂集成技术已经在机械制造、医疗、汽车、家电等行业具有了相应的示范点。本课程以智能制造理念为起点，讲述新一代信息技术对传统制造企业的渗透、支持、冲击与融合，给制造业带来的挑战和机遇以及制造模式的变革和制造系统的发展；探讨智能工厂的设计通则、总体架构、制造执行系统、车间仓储物流系统、车间柔性自动化系统、车间网络与通信系统以及实施方法与步骤。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（知识传授）：1.学习智能工厂的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。（1）阐释新一代信息技术对传统制造企业的渗透、支持、冲击与融合，给制造业带来的挑战和机遇以及制造模式的变革和制造系统的发展；（2）阐释智能工厂的设计通则及总体架构；（3）分析智能工厂的制造执行系统、车间仓储物流系统、车间柔性自动化系统及车间网络与通信系统的功能划分、设计原则及实现技术；（4）智能工厂实施的现状、政策与方法；（5）智能工厂实施的具体步骤。2.能够合理选择与使用解决智能工厂技术问题所需的仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具。课程目标2（能力培养）：开展智能工厂应用案例探究活动，领悟其中的智能工厂集成技术，培养逻辑思维、辩证思维、创新性思维和大局观意识。2.评价科学史，结合国内智能工厂发展现状，探讨中小企业工厂升级改造方案。课程目标3（价值塑造）：将工程案例教学讨论与智能制造工程技术人员的职业素养有机融合，渗透社会主义核心价值观教育。（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3-1：学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。指标点5-1：能够合理选择与使用解决复杂智能制造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。3-设计/开发解决方案5-使用现代工具课程目标2指标点3-1：学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。指标点6-2：能够分析评价本专业工程实践和复杂工程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。3-设计/开发解决方案6-工程与社会课程目标3指标点6-2：能够分析评价本专业工程实践和复杂工程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。6-工程与社会四、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.课程主要内容新一代信息技术对传统制造企业的渗透、支持、冲击与融合，给制造业带来的挑战和机遇以及制造模式的变革和制造系统的发展；智能工厂的数字化能力。2.重点和难点【重点】（1）制造业的挑战和机遇。（2）制造模式的变革和制造系统的发展；（3）智能工厂的数字化能力。【难点】智能工厂的数字化能力与制造模式变革以及制造系统发展之间的相互作用关系。3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果建立智能工厂技术的宏观概念和基本框架，对智能工厂技术产生兴趣。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标3第二单元智能工厂的设计通则（学时数：4学时）1.课程主要内容智能工厂的定义；智能工厂的关键技术架构；智能工厂的总体设计流程、功能划分及建设难点。2.重点和难点【重点】（1）智能工厂的定义.（2）智能工厂的关键技术架构。（3）智能工厂的总体设计流程、功能划分及建设难点。【难点】（1）智能工厂的关键技术架构.（2）智能工厂的功能划分。3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果识记：智能工厂的关键技术架构；智能工厂的总体设计流程。领会：智能工厂的功能。应用：能够根据工程实践，识别其中涉及的主要智能工厂关键技术。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第三单元智能工厂的总体架构（学时数：2学时）1.课程主要内容智能制造的定义和特征；智能工厂的参考模型；智能工厂的总体架构。2.重点和难点【重点】（1）智能制造的定义和特征。（2）智能工厂的参考模型。（3）智能工厂的总体架构。【难点】企业标准体系3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果识记：智能制造的定义和特征；智能工厂的总体架构。领会：智能工厂模型的多样性。应用：能够根据工程实践，识别智能工厂的总体架构。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第四单元智能工厂的制造执行系统（学时数：2学时）1.课程主要内容制造执行系统的定义、功能及设计原则；制造执行系统应用案例。2.重点和难点【重点】制造执行系统的定义、功能及设计原则。【难点】制造执行系统升级改造的设计方法。3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果识记：制造执行系统的定义、功能及设计原则。领会：制造执行系统的功能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第五单元智能工厂的仓储物流系统（学时数：4学时）1.课程主要内容仓储物流的概念；仓储物流系统的组成、功能及设计原则；仓储物流系统的实现技术。【重点】（1）仓储物流的概念。（2）仓储物流系统的组成、功能及设计原则。（3）仓储物流系统的实现技术。【难点】仓储物流系统的设计3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果识记：制造执行系统的定义、功能及设计原则。领会：仓储物流系统的设计原则及技术实现手段。应用：能够根据工程实践，识别仓储物流系统的实现技术。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第六单元智能工厂的柔性自动化系统（学时数：4学时）1.课程主要内容柔性自动化系统的定义、功能及设计原则；柔性自动化系统的实现技术；柔性制造技术的发展趋势。2.重点和难点【重点】（1）柔性自动化系统的定义、功能及设计原则。（2）柔性自动化系统的实现技术。【难点】柔性自动化系统的实现技术3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果识记：柔性自动化系统的定义、功能及设计原则。领会：柔性自动化系统的设计原则及技术实现手段。应用：能够根据工程实践，识别柔性自动化系统的实现技术。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第七单元智能工厂实施（学时数：2学时）1.课程主要内容智能工厂实施的含义、政策与方法及具体步骤；智能工厂应用案例。2.重点和难点【重点】（1）智能工厂实施的含义、政策与方法及具体步骤。（2）智能工厂应用案例。【难点】智能工厂实施的政策解读。3.教学方法讲授法、讨论法、案例教学法4.学生学习预期成果识记：智能工厂实施的政策与方法。领会：智能工厂实施的具体步骤。应用：能够根据工程需求及背景，合理制定智能工厂实施办法。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3上机内容一仓储物流系统的自动分拣技术（学时数：6学时）1.主要内容基于智慧工厂仿真软件的仓储物流系统自动分拣技术。2.重点和难点【重点】（1）智慧工厂仿真软件基础操作；智慧工厂仿真软件软件与PLC控制系统的互联操作。（2）仓储物流系统的自动分拣技术。【难点】根据任务确定仓储物流系统的自动分拣技术方案。3实施方式课堂示范与指导。4.学习要求通过上机实践理解仓储物流系统的的自动分拣技术。5.上机要求自学了解智慧工厂仿真软件界面；初步设计仓储物流系统的自动分拣技术方案。6.学生学习预期成果掌握智慧工厂仿真软件与PLC控制系统的互联操作。基于智慧工厂仿真软件实现仓储物流系统的物品自动分拣。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3上机内容二仓储物流系统的机器人技术（学时数：4学时）1.主要内容基于智慧工厂仿真软件的仓储物流系统机器人技术。2.重点和难点【重点】（1）智慧工厂仿真软件与机器人仿真系统的互联；（2）仓储物流系统机器人的物品分拣作业案例。【难点】根据任务确定仓储物流系统机器人的物品分拣作业方案。3实施方式课堂示范与指导。4.学习要求通过上机实践理解仓储物流系统的机器人技术。5.上机要求自学了解智慧工厂仿真软件与机器人仿真系统的互联操作步骤；初步设计仓储物流系统机器人的物品分拣技术方案。6.学生学习预期成果掌握智慧工厂仿真软件与机器人仿真系统的互联操作。基于智慧工厂仿真软件实现仓储物流系统机器人的物品分拣。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3实验内容智能工厂的柔性自动化系统（学时数：2学时）1.主要内容智能工厂的柔性自动化系统见习。2.重点和难点重点：分解智能工厂的柔性自动化系统，明确柔性自动化系统应用的主要实现技术，推理柔性自动化系统总体设计方案。难点：柔性自动化系统的实现技术。3实施方式讨论法。4.学习要求通过实验理解智能工厂的柔性自动化系统应用。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验；（2）开出要求：必做（3）实验准备：预习智能工厂的柔性自动化系统。6.学生学习预期成果能够小组合作完成分解智能工厂的柔性自动化系统，明确柔性自动化系统应用的主要实现技术，推理柔性自动化系统总体设计方案。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标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、讨论法、案例教学法课程目标1、321:1第二单元智能工厂的设计通则讲授法、讨论法、案例教学法课程目标1、2、341:1第三单元智能工厂的总体架构讲授法、讨论法、案例教学法课程目标1、2、321:1第四单元智能工厂的制造执行系统讲授法、讨论法、案例教学法课程目标1、2、321:1第五单元智能工厂的仓储物流系统讲授法、讨论法、案例教学法课程目标1、2、341:1第六单元智能工厂的柔性自动化系统讲授法、讨论法、案例教学法课程目标1、2、341:1第七单元智能工厂实施讲授法、讨论法、案例教学法课程目标1、2、321:1上机内容一仓储物流系统的自动分拣技术探究实验法课程目标1、2、361:1上机内容二仓储物流系统的机器人技术探究实验法课程目标1、2、341:1实验内容智能工厂的柔性自动化系统探究实验法课程目标1、2、321:1合计32五、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45%PPT汇报20根据小论文内容制作PPT汇报。根据PPT制作质量、学生汇报及答辩表现、提问表现评分，其中由教师评定成绩满分70分，学生评定成绩满分30分。学生投票选出的最佳综合表现组得30分，最佳团队合作组得25分，最佳职业规范组得23分，其余组20分。目标分值=0.2*作业平均成绩小论文15小论文内容：以3~4人小组形式完成。教师给出一定数量的智能工厂范例，结合所学知识，论述其智能工厂总体架构、各组成系统的功能及其关键技术，由此以某同行业中传统工厂为对象，给出升级改造建议，并给出升级改造所需的预算成本。目标分值=0.15*小论文成绩平时测验（百分制）15由章节测验、随堂测验、知识点测验组成。取各次成绩的平均值作为此环节最终成绩。目标分值=0.15*作业平均成绩课堂表现（百分制）50考核方式：由线上章节任务点（15%）、课堂互动（30%）、签到（5%）、学习次数（10%）和主题讨论（30%）组成。评分细则：按完成任务点的个数计分，全部完成得满分；参与投票、问卷、抢答、选人、讨论、随堂练习等课程互动活动获得相应分数，积分达到60分为满分；按出勤率计分(出勤次数/签到总数)；按章节学习次数计分，达100次为此项满分；主题讨论发表一个话题累计2.0分，回复一个话题累计2.0分，（同一话题下多次回复不重复得分），获得一个赞累计2.0分，最高分100分。目标分值=0.5*作业平均成绩实践成绩35%实验（百分制）20根据实验操作表现及实验报告给出最终成绩。目标分值=0.2*实验成绩上机（百分制）80根据上机操作表现及作业给出最终成绩。目标分值=0.8*上机平均成绩期末测验20%知识40考核内容：智能工厂基础知识考试题型：客观题，论述题创新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绪论1-1制造模式的变革和制造系统的发展1-2智能工厂的数字化能力课堂表现、测验、期末测验课程目标1、3第二单元智能工厂的设计通则2-1智能工厂的定义2-2智能工厂的关键技术架构2-3智能工厂的总体设计流程、功能划分及建设难点课堂表现、测验、小论文、PPT汇报答辩、期末测验课程目标1、2、3第三单元智能工厂的总体架构3-1智能制造的定义和特征。3-2智能工厂的参考模型。3-3智能工厂的总体架构。课堂表现、测验、小论文、PPT汇报答辩、期末测验课程目标1、2、3第四单元智能工厂的制造执行系统制造执行系统的定义、功能及设计原则。课堂表现、测验、小论文、PPT汇报答辩、期末测验课程目标1、2、3第五单元智能工厂的仓储物流系统5-1仓储物流的概念5-2仓储物流系统的组成、功能及设计原则5-3仓储物流系统的实现技术课堂表现、测验、小论文、PPT汇报答辩、期末测验课程目标1、2、3第六单元智能工厂的柔性自动化系统6-1柔性自动化系统的定义、功能及设计原则6-2柔性自动化系统的实现技术课堂表现、测验、小论文、PPT汇报答辩、期末测验课程目标1、2、3第七单元智能工厂实施7-1智能工厂实施的含义、政策与方法及具体步骤7-2智能工厂应用案例课堂表现、测验、小论文、PPT汇报答辩、期末测验课程目标1、2、3上机内容一仓储物流系统的自