智能制造概论课程教学计划教案

一、教学目标

《智能制造概论》作为智能制造工程专业课程体系的基础，对于学生了解智能制造理论和方法、把握智能制造技术的发展，具有非常重要的作用，也能够让学生认识到改变传统生产方式，建立高效、专业的智能制造体系的重要性。通过对本课程的学习，学生不但能够了解智能制造各部分的基本概念、基础知识，而且能够很好地掌握智能制造技术和方法，为后续专业课程的学习打下良好的基础。

二、教学要求

第1章智能制造概述

1. 知识点和教学要求

（1）了解智能制造的发展历程，从手工作坊制造到智能制造的6种制造模式及特点；熟悉精益制造和柔性制造概念、产生背景和特点。

（2）熟悉四次工业，每次工业的推动力、崛起的国家；了解德国工业4.0计划的宗旨和主要内容；熟悉我国发展智能制造的指导思想和战略目标。

（3）掌握智能制造的概念、特征和5个关键环节；了解智能制造与传统制造在产品设计、产品加工、制造管理以及产品服务方面的差别。

（4）掌握智能制造的5种制造模式，重点是网络协同制造和大规模定制。

（5）了解我国发展智能制造的意义、目前面临的挑战和智能制造未来的发展趋势。2.本章重点

（1）精益制造和柔性制造的概念、产生背景和特点。

（2）四次工业。

（3）智能制造的概念和5个关键环节。

（4）智能制造的5种制造模式。

3. 本章难点

智能制造与传统制造的异同。

4.教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第2章智能制造系统

1.知识点和教学要求（1）掌握系统的概念和分类；熟悉系统的6个特征和系统功能结构图。

（2）掌握制造系统的综合定义和5个特征；了解制造系统的发展趋势。

（3）掌握智能制造系统的定义、构成、6个特征；熟悉智能制造系统的智能设计、智能机器人等6项关键技术。

（4）了解智能制造系统的体系结构，主要从生命周期、系统层级和智能功能3个维度进行构建。

（5）熟悉智能制造系统供应链的各部分组成；了解协同制造、5G、大数据、区块链等在未来智能制造系统中如何应用。

2.本章重点

（1）系统的定义、6个特征、分类、功能结构图。

（2）制造系统的综合定义、5个特征。

（3）智能制造系统的定义、关键技术、构成、6个特征。

（4）智能制造系统供应链的各部分组成。

3. 本章难点

智能制造系统的体系结构。

4. 教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第3章智能制造的支撑技术

1. 知识点和教学要求

（1）了解图灵、麦卡锡等著名学者的思想和理论；掌握人工智能的基本思想和基本内容；了解人工智能的主要研究内容；熟悉人工智能技术在智能制造中的5个方面的应用。

（2）掌握大数据的定义和它的“5V”特征；了解大数据的采集、预处理、存储、分析、挖掘、可视化、安全保障等技术；熟悉工业大数据的概念及其特征。

（3）掌握云计算定义、3种服务类型和10个特点；了解云计算的编程模型、分布式技术、虚拟化技术和云平台技术等；熟悉智能制造云平台在全生命周期中提供的各种服务。

（4）掌握5G技术的概念、优势以及特点；了解5G技术的一般应用场景和5个智能制造中的应用。

（5）掌握物联网技术的特点和5个特征；熟悉物联网机构3个层次：感知层、网络层和应用层；熟悉物联网技术在智能制造中的5个应用方向。

2.本章重点

（1）人工智能的基本思想和基本内容，人工智能技术在智能制造中的5个方面的应用。

（2）大数据的定义和它的“5V”特征，工业大数据的概念及其特征。

（3）云计算定义、3种服务类型和10个特点，智能制造云平台在全生命周期中提供的各种服务。

（4）5G技术的概念、优势以及特点。

（5）物联网技术的特点和5个特征，物联网3个层次：感知层、网络层和应用层，物联网技术在智能制造中的5个应用方向。

3. 本章难点

大数据的核心技术，云计算的关键技术，5G技术的应用。

4. 教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第4章智能制造软件

1. 知识点和教学要求

（1）掌握ERP的概念及其核心思想；了解ERP发展的5个阶段；熟悉ERP的5个功能。

（2）掌握MES的概念；了解MES的两个发展阶段和3个发展趋势；熟悉MES的11个功能。

（3）掌握PLM与PDM的联系和区别；了解PLM逻辑上的4层结构：系统服务层、应用服务层、应用功能层、用户应用层；熟悉PLM的客户需求管理、产品结构与配置管理、编码管理等8个功能。

（4）掌握CPS的概念和特征；熟悉CPS5个层次的构建模式；了解CPS技术的应用。

2.本章重点

（1）ERP的概念和6个核心思想，ERP的功能。

（2）MES的概念，MES的11个功能。

（3）PLM的概念，PLM与PDM的联系和区别，PLM的客户需求管理、产品结构与配置管理、编码管理等8个功能。

（4）CPS的概念和特征，CPS5个层次的构建模式，即5C架构。

3. 本章难点

PLM与PDM的联系和区别。

4. 教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第5章智能制造设计

1.知识点和教学要求（1）熟悉设计的本质和3个基本特征；了解CAD、CIM、CIMS等概念；掌握智能设计的5个特点。

（2）了解对象的概念和对象表达；熟悉产生式规则的概念和使用；掌握基于案例智能设计的流程和优势；熟悉基于案例智能设计的流程；了解基于约束满足智能设计的应用场合。

（3）掌握智能设计系统的抽象层次模型，4种人工智能方法的和4种智能设计策略；了解智能设计系统未来发展的5个方向。

2.本章重点

（1）设计的本质和3个基本特征，智能设计的5个特点。

（2）产生式规则的概念和使用，基于案例智能设计的流程和优势，基于案例智能设计的流程。

（3）智能设计系统的抽象层次模型，4种人工智能方法和4种智能设计策略。

3. 本章难点

面向对象的知识表示方法。

4. 教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第6章智能制造装备

1.知识点和教学要求

（1）掌握智能制造装备的概念；熟悉智能制造装备的4个技术特征。

（2）掌握智能数控机床的概念；了解智能数控技术和大数据收集分析技术。

（3）掌握3D打印技术设备的概念和技术原理。

（4）掌握工业机器人的概念和特点；熟悉工业机器人的组成结构。

（5）掌握智能仪器仪表的概念、发展和结构原理；熟悉智能仪器仪表的5个功能特点。

2.本章重点

（1）智能制造装备的的概念和4个技术特征。

（2）美国国家标准技术研究所、日本的Mazak 公司等提出的智能制造装备的概念。

（3）3D打印设备的概念和4种常见的3D打印设备的技术原理。

（4）工业机器人的概念和3个特点，工业机器人的组成结构。

（5）智能仪器仪表的发展、概念、结构原理，智能仪器仪表的5个功能特点

3. 本章难点

智能数控技术和大数据采集与分析技术。

4. 教学方法讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第7章智能制造服务

1.知识点和教学要求

（1）了解制造服务的定义；熟悉制造服务的5个概念；熟悉制造服务基于产品生命周期3个阶段的创新模式；了解4种支持制造服务的关键共性技术。

（2）熟悉智能制造服务的基本概念体系；熟悉智能制造服务的特点。

（3）掌握智能制造服务的3种基础体系和1个技术体系框架；掌握信息提取和信息获取，知识工程方法。

（4）了解智能制造服务在4种制造模式下的现状与前景展望。

2.本章重点

（1）制造服务的基本概念体系，制造服务基于产品生命周期3个阶段的创新模式。

（2）智能制造服务的概念和简介，智能制造服务的特点。

（3）智能制造服务的3种基础体系和1个技术体系框架，信息提取和信息获取，知识工程方法。

（4）4种制造模式下的现状与前景展望。

3. 本章难点

4种支持制造服务的关键共性技术，智能制造服务的知识工程。

4. 教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

第8章智能制造管理

1.知识点和教学要求

（1）掌握智能制造管理的基本概念和发展。

（2）掌握成本管理的基本概念和4个特点；了解标准成本法和作业成本法；掌握质量管理的定义和3个特点；了解PDSA循环和W2H1E方法等4个模式；掌握设备管理的的定义和5项关键技术。

（3）掌握精益管理的基本概念和作用；熟悉精益管理的优化过程和优化方法。

（4）掌握供应链管理的概念、特征和原理；熟悉智能供应链管理的特征。

（5）掌握离散型和流程型智能制造工厂的含义；了解智能制造工厂的概念和架构图。

2.本章重点

（1）智能制造管理的基本概念和发展。

（2）成本管理的基本概念和4个特点，质量管理的定义和3个特点，设备管理的定义和5项关键技术。

（3）精益管理的基本概念和两方面作用，精益小组和班组建设。

（4）离散型和流程型智能制造工厂的含义。

3. 本章难点

标准成本法、作业成本法，PDSA循环、W2H1E方法等4个模式。

4. 教学方法

讲授、案例式教学、阅读、互动、多媒体课件。

三、教学方式和学时分配