《制造信息化技术》课程标准（含课程思政）

《制造信息化技术》课程标准一、课程基本信息表1课程基本信息表课程名称制造信息化技术开设系（院）部数控技术学院课程代码46010315开课形式理实一体化课程性质专业拓展选修课课程类型B类课程学时48课程学分3.0分开课部门数控技术学院开课学期第四学年第一学期先修课程《机械制图与公差配合》《计算机绘图CAD》《机械制造工艺基础》《机床电气控制与PLC》后续课程《工业互联网应用技术》《智能制造单元维护与检修》《毕业设计》总学时48学分3.0分适用专业（层次）460103数控技术（五年一贯制）二、课程性质（一）课程描述本课程是数控技术专业的一门专业拓展选修课，聚焦智能制造背景下企业数字化转型需求，系统整合MES（制造执行系统）、DNC（分布式数控）、数字孪生等核心技术。通过"理论仿真实操"三阶教学模式，培养学生掌握制造过程数据采集、生产调度优化、质量追溯分析等关键技能。课程以企业真实生产场景为载体，采用项目化教学，使学生具备中小型制造企业信息化系统运维与基础二次开发能力，为胜任智能制造单元管理、数控设备联网运维等岗位奠定基础，助力培养兼具机械加工工艺与信息技术复合能力的高素质技术技能人才。（二）课程定位本课程立足数控技术专业人才培养方案，衔接《机床电气控制与PLC》等先修课程的控制逻辑基础，拓展信息化系统集成应用能力。作为智能制造领域的桥梁课程，其核心定位是培养学生运用信息化技术解决生产实际问题的能力，具体包括：掌握OPCUA/TSN等工业通信协议应用，具备边缘计算节点部署能力，能开发设备数据可视化看板。课程内容紧密对接"1+X"智能制造职业技能等级证书要求，通过校企联合开发的教学项目，使学生理解现代制造企业从设计到服务的全流程数字化管理模式，为后续从事智能产线运维、数字化车间规划等岗位提供关键技术支撑。表2课程定位分析面向的工作岗位具备的职业能力智能制造单元运维岗1.能进行数控设备联网调试，配置工业网关与数据采集终端；2.能运用SQL语言进行生产数据查询与基础报表生成；3.能诊断并排除信息化系统常见故障，如数据传输中断、终端连接异常等。数字化生产管理岗1.能通过MES系统进行生产任务下达、进度跟踪与工单管理；2.能运用PowerBI等工具进行生产数据可视化分析，生成效率优化报告；3.能制定设备数据采集方案，实现加工过程关键参数实时监控。数控设备信息化改造岗1.能选型与安装机床数据采集模块（DAQ），配置RS485/EtherCAT通信接口；2.能进行DNC系统部署，实现加工程序的集中管理与版本控制；3.能协助进行CAD/CAM与MES系统数据接口开发，实现设计生产数据流转。三、课程设计思路（一）学情分析本课程授课对象为五年一贯制数控技术专业第四学年学生，已具备机械加工工艺、数控编程与PLC控制的基础知识，但存在以下特点：1.优势方面：85%学生通过高级车工/铣工技能等级认证，具备较强的动手能力；70%学生参与过校级以上技能竞赛，工程实践意识突出；对智能制造技术有较高学习热情，92%学生希望掌握数字化工厂相关技能。2.不足方面：45%学生缺乏工业软件操作经验，信息系统逻辑思维较弱；30%学生对跨学科知识整合存在困难（如机械工艺与数据算法结合）；农村生源占比62%，部分学生信息化家庭环境支撑不足。针对以上情况，课程采用"工艺场景驱动"教学策略：以典型零件加工全流程为主线，将数据采集、生产调度等信息化任务融入工艺实施过程，通过分层任务设计（基础任务60%+拓展任务40%）满足不同水平学生需求，同步开发移动端微课程资源弥补家庭信息化条件差异。（二）整体设计课程依据《中国制造2025》十大重点领域技术路线图，参照"1+X"智能制造职业技能等级标准，构建"三横三纵"课程体系：1.横向维度（知识层次）：基础层（工业通信协议、数据库原理）、应用层（MES/DNC系统操作）、拓展层（数字孪生建模、大数据分析入门）。2.纵向维度（教学实施）：教学模式：采用"虚实结合"项目教学，建设包含3个真实企业案例（汽车零部件、航空结构件、模具加工）的教学资源库思政融入：通过"大国重器"案例教学（如C919数字化车间）培养家国情怀；在数据采集模块融入"工匠精神"，强调数据真实性对质量追溯的重要性考核评价：实施"过程性考核+企业认证"双轨制，将中联重科等合作企业的信息化运维标准纳入评分体系课程通过校企共建的智能制造实训中心，配置西门子S71500PLC、工业互联网网关、三维扫描等设备，使学生在真实工业环境中掌握数据采集、生产监控、质量分析等核心技能。四、课程目标1.总目标：本课程旨在培养学生掌握制造信息化技术的基本理论和核心技能，能熟练运用MES、DNC等系统进行生产数据管理与设备联网运维，具备智能制造单元信息化改造的初步能力。通过课程学习，使学生树立数据驱动决策的理念，形成严谨的工程思维和规范的操作习惯，为成为智能制造领域的高素质技术技能人才奠定基础。（一）素质目标1.树立精益求精的工匠精神，培养数据采集与分析的严谨性和准确性意识；2.增强智能制造的使命感和责任感，激发投身制造业数字化转型的职业热情；3.培养团队协作能力，能在项目实施中有效沟通、分工协作完成既定目标；4.形成终身学习意识，关注制造信息化技术前沿动态，主动适应技术发展需求；5.遵守信息安全规范和职业道德，养成数据保密和系统安全防护的职业素养。（二）知识目标1.理解制造信息化的基本概念，掌握MES、DNC、数字孪生等核心技术的工作原理；2.熟悉OPCUA、MQTT等工业通信协议的应用场景及数据传输机制；3.掌握关系型数据库（如MySQL）的基本操作及SQL查询语句；4.了解生产计划排程、质量追溯、设备管理等信息化系统核心模块功能；5.理解数字孪生技术在产品全生命周期管理中的应用方法。（三）能力目标1.能配置工业网关与数控设备的网络连接，实现DNC系统的程序传输与管理；2.能运用MES系统完成生产任务创建、派工、报工等基础操作；3.能使用SQL语言进行生产数据查询与报表生成，运用PowerBI设计数据可视化看板；4.能诊断并排除常见的设备联网故障、数据采集异常等问题；5.能协助制定中小型制造企业信息化改造初步方案，绘制系统架构图。（四）证书目标表3证书一览表证书名称发证单位备注1+X智能制造职业技能等级证书（中级）中华人民共和国教育部工业和信息化部电子教育与考试中心选取工业互联网应用工程师（初级）中国通信工业协会选取西门子MES系统应用认证西门子（中国）有限公司选取五、课程结构与内容表3课程内容与目标要求模块项目教学内容重点、难点思政元素及融入途径学时模块一制造信息化基础项目一：制造信息化概述1.智能制造发展历程与技术体系；2.工业4.0与中国制造2025核心内容；3.制造信息化典型案例分析（汽车/航空领域）。重点：智能制造体系架构难点：不同行业信息化实施路径差异【思政元素】：家国情怀、民族自信【融入途径】：通过C919大飞机数字化车间案例，展示我国制造业信息化成就，激发民族自豪感4项目二：工业数据采集技术1.传感器原理与选型（温度/振动/位移）；2.工业总线技术（Profinet/EtherCAT）；3.边缘计算节点部署与数据预处理。重点：工业总线协议应用难点：多源数据同步采集【思政元素】：工匠精神、精益求精【融入途径】：通过德国西门子数据采集精度控制案例，培养学生对数据准确性的极致追求6模块二数据库与工业软件项目一：SQL数据库应用1.MySQL数据库安装与配置；2.数据查询与报表生成（SELECT/JOIN语句）；3.生产数据存储与备份策略。重点：SQL查询语句编写难点：复杂生产数据关联查询【思政元素】：诚信品质、数据伦理【融入途径】：通过数据造假导致质量事故的案例，强调数据真实性的职业操守6项目二：MES系统操作与应用1.生产任务管理（创建/派工/报工）；2.物料追溯与质量管控模块应用；3.生产效率分析与报表生成。重点：MES核心模块操作流程难点：生产异常处理与系统配置【思政元素】：团队协作、责任担当【融入途径】：通过模拟汽车生产线MES系统运维，培养学生的全局观念和责任意识8项目三：DNC系统应用1.数控设备联网方案设计；2.加工程序传输与版本管理；3.设备状态监控与数据采集。重点：DNC系统架构与配置难点：异构数控系统兼容联网【思政元素】：创新思维、技术突破【融入途径】：介绍我国自主研发的DNC系统打破国外垄断，培养创新精神6模块三数字孪生与可视化项目一：数字孪生基础1.数字孪生概念与技术体系；2.三维建模软件（SolidWorks/UG）基础应用；3.简单零件的虚实映射实现。重点：数字孪生建模流程难点：物理模型与虚拟模型的数据同步【思政元素】：科技强国、创新驱动【融入途径】：通过航空发动机数字孪生技术案例，展现我国高端制造的科技实力8项目二：生产数据可视化1.PowerBI数据可视化工具应用；2.生产效率看板设计与发布；3.基于数据的生产优化建议。重点：可视化看板设计原则难点：多维度数据关联分析【思政元素】：辩证思维、系统观念【融入途径】：通过分析生产瓶颈数据，培养学生全面系统看待问题的思维方式6模块四综合项目实践项目一：小型数字化车间设计1.车间信息化系统架构规划；2.设备联网方案设计与实施；3.生产数据采集与监控系统搭建。重点：系统集成方案设计难点：多系统接口调试【思政元素】：团队协作、项目管理【融入途径】：分组完成数字化车间设计项目，培养沟通协调和组织管理能力8项目二：企业案例分析与优化1.企业信息化现状诊断方法；2.典型问题分析与解决方案制定；3.信息化改造效益评估。重点：问题诊断与方案设计难点：复杂系统优化策略【思政元素】：职业素养、持续改进【融入途径】：通过企业实际案例，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力6六、课程实施策略【校企协同教学模式】课程采用"双导师"制，校内教师负责理论教学与基础技能训练，企业工程师（来自新航集团、卫华重工等合作企业）承担项目实战指导。通过"3+1"教学周安排（3周校内学习+1周企业实践），使学生深入了解企业真实的信息化应用场景。【虚实结合教学手段】虚拟仿真：利用达索DELMIA软件构建数字化工厂虚拟环境，进行生产线布局优化、物流仿真等预演实操训练：在智能制造实训中心，使用真实的工业互联网网关、数据采集终端进行设备联网调试在线平台：通过"超星学习通"建设包含微课视频、企业案例、习题库等资源的在线课程，支持翻转课堂教学【项目驱动教学方法】以典型零件（如航空起落架）的全流程制造为载体，设计递进式项目：1.基础项目：单台数控设备数据采集与联网2.综合项目：多工序生产线MES系统部署3.创新项目：基于数字孪生的生产过程优化每个项目包含"需求分析方案设计实施调试效果评估"完整流程，培养学生的工程实践能力。【数智化教学资源建设】建设"三库一平台"教学资源体系：案例库：收录12家不同行业企业的信息化实施案例试题库：包含500余道选择、实操、综合分析题模型库：100余个典型零件的数字孪生模型实训平台支持学生自主学习与技能提升，包含微课视频、操作手册、故障案例库等资源，可通过校园网访问。七、考核评价（一）课程考核方式本课程采用过程考核与结果考核相结合的方式，注重学生实践能力和职业素养的综合评价。过程考核占60%，结果考核占40%，均采用百分制计分。1.过程考核（60%）：项目实施（30%）：根据学生在各模块项目中的表现进行评分，包括方案设计、操作规范、任务完成质量等课堂表现（15%）：包括出勤情况、课堂参与度、团队协作能力等作业完成（15%）：包括课后作业、实训报告、案例分析等2.结果考核（40%）：综合技能测试（30%）：通过实际操作考核学生对制造信息化系统的应用能力理论知识测试（10%）：主要考察学生对制造信息化基本概念和原理的掌握程度（二）课程考核标准表4课程考核评分标准考核项目考核标准过程考核（60%）项目实施（30%）方案设计合理可行，操作规范，能按要求完成项目任务，成果质量高课堂表现（15%）出勤良好，积极参与课堂讨论和实践活动，团队协作能力强作业完成（15%）按时完成作业，内容完整，思路清晰，书写规范结果考核（40%）综合测试（40%）能熟练操作制造信息化系统，解决实际问题能力强，理论知识掌握扎实八、实施条件（一）师资条件1.专任教师：具有本科及以上学历，数控技术、机械制造及其自动化、工业工程等相关专业背景具有高校教师资格证书，中级及以上专业技术职务具备扎实的制造信息化理论知识和丰富的实践经验，能熟练操作相关软件和设备具有"双师型"教师资格，有企业信息化项目实施或技术服务经历者优先2.兼职教师：来自企业一线，具有丰富的制造信息化系统运维和实施经验具有中级及以上专业技术职务或相应的职业资格证书能胜任实践教学指导工作，责任心强（二）校内外实训基地1.校内实训基地：配备有数控车床、数控铣床、加工中心等数控设备不少于20台套建有智能制造实训中心，配置工业互联网网关、数据采集终端、MES系统、DNC系统等教学设备配备计算机机房，安装有CAD/CAM软件、数据库软件、数字孪生软件等教学软件能满足50名学生同时进行实训教学的需求2.校外实习基地：与不少于5家制造企业建立稳定的合作关系，能提供制造信息化相关岗位的实习实训机会实习基地具有完善的实训设施和管理制度，有专人负责实习学生的指导和管理表5校外实习基地一览表序号校外实习基地名称合作企业名称用途1新航集团实习基地航空工业新乡航空工业（集团）有限公司岗位实习2卫华集团实习基地卫华集团股份有限公司岗位实习3心连心实习基地心连心集团有限公司岗位实习（三）教材及参考资料表6课程教材及参考资料推荐表序号教材名称教材类