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过程装备智能制造技术

课程信息

课程名称／课程号 适用范围与修读要求
过程装备智能制造技术
ENER3220M		 过控 · 25级及以前、26级
专业选修 · 模块选修

储能卓工班 · 26级
专业选修（项目3）

课程简介

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在制造业整体向智能化、高效化和绿色化发展的背景下，过程装备制造也趋向与智能制造等先进制造新技术深度融合，向高度机械化、自动化和智能化方向发展。本课程将智能制造技术引入过程装备制造，联系产业生产实际，围绕过程装备制造基础、智能制造基础、智能制造关键技术、智能制造实施案例、智能工厂等展开。通过学习，使学生了解智能制造基本理论、架构和应用，了解智能制造在过程装备制造工艺中的应用及其重要影响，要求学生能够适应和掌握当今数字化、智能化时代背景下的过程装备智能制造的基本理论和知识。

来源：教务网。

课程内容

分数构成

1.线上考核方式：实践作业30%，线上成绩占总成绩的比例：30%

2.线下考核方式：平时成绩15%+期末卷面成绩55%

课程大纲

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说明：本课程以理论授课为主，线上实践操作为辅。授课约需16周，至少4课时需要学生进行虚拟实践操作。

第一周 过程装备制造基础1

  1. 过程装备制造概述；

  2. 典型过程设备制造流程及工艺。

理论讲授（2课时）

主要内容：过程装备的概念；典型过程装备的制造流程；过程装备常用制造工艺；压力容器制造流程；划线与切割；卷板与滚弯；焊接。

第二周 过程装备制造基础2

  1. 典型过程机器制造流程及工艺；

  2. 过程装备的质量检验。

理论讲授（2课时）

主要内容：泵的制造流程；毛坯制造；机械加工；装配与调试；过程设备质量检验的目的、内容和方法；无损检测；过车设备的试压及密封性检查。

第三周 智能制造概述

  1. 智能制造的定义和特征；

  2. 智能制造的系统架构；

  3. 智能制造的系统组成和发展趋势。

理论讲授（2课时）

主要内容：智能制造的定义和特征；智能制造系统定义和总体架构；智能制造标准体系结构；智能制造标准体系框架；传感器与数据采集；数据存储与处理；通信与网络协同；自动化与控制系统；软件与算法；人机交互界面。

第四周 智能制造关键装备1

  1. 智能数控机床；

  2. 工业机器人；

  3. 增材制造装备。

理论讲授（2课时）

主要内容：智能数控机床；工业机器人的定义和特点；工业机器人的分类和组成；工业机器人在智能制造中的典型应用；增材制造的定义和特点、增材制造的分类。

第五周 智能制造关键装备2

  1. 智能传感器；

  2. 智能物流装备。

理论讲授（2课时）

主要内容：传感器与智能传感器；智能制造中常见的传感器；智能传感器的应用场景；智能物流装备分类；自动引导运输车（AGV）；自动化立体仓库。

第六周 智能制造关键技术1

  1. 工业物联网；

  2. 工业通讯技术；

  3. 工业大数据。

理论讲授（2课时）

主要内容：工业物联网的定义；工业物联网在智能制造中的应用；工业现场总线通信技术；工业以太网通信技术；工业无线通信技术；5G通信技术；大数据与工业大数据；工业大数据与智能制造。

第七周 智能制造关键技术2

  1. 云计算与边缘计算；

  2. 虚拟现实/增强现实；

  3. 数字孪生；

  4. 人工智能。

理论讲授（2课时）

主要内容：云计算；边缘计算；虚拟现实技术；增强现实技术；混合现实技术；VR/AR/MR在智能制造中的应用；数字孪生的概念；数字孪生在智能制造中的应用；人工智能的概念；人工智能+制造。

第八周 实验实践

实践教学1（1课时）

实践内容：工业机器人虚拟仿真软件实践操作。

实践教学2（1课时）

实践内容：认识虚拟现实开发工具；智能制造虚拟现实案例实践；。

第九周 智能制造工业软件

  1. 工业软件的定义和分类；

  2. 企业资源计划（ERP）；

  3. 制造执行系统（MES）；

  4. 产品全生命周期管理（PLM）。

理论讲授（2课时）

主要内容：工业软件的定义和分类；ERP的定义；ERP在智能制造中的作用；典型的ERP系统；MES的定义；MES的核心功能模块；MES在智能制造中的应用；PLM的定义；PLM在智能制造中的应用；PLM与ERP、MES等的关系。

第十周 智能制造生产线设计与仿真1

  1. 智能制造生产线；

理论讲授（2课时）

主要内容：智能制造生产线的特征与基本要求；智能制造生产线的组成单元。

第十一周 智能制造生产线设计与仿真2

  1. 智能制造生产线设计与布局。

理论讲授（2课时）

主要内容：智能制造生产线的设计方法；布局原则；设计流程；工艺设计。

第十二周 智能制造生产线设计与仿真3

  1. 流程型智能制造生产线；

  2. 离散型智能制造生产线；

  3. 智能生产线数字孪生和仿真。

理论讲授（2课时）

主要内容：流程型智能制造生产线的特点；流程型智能制造生产线总体设计、工艺流程和布局；离散型智能制造生产线的特点；离散型智能制造生产线总体设计、工艺流程和布局；工业数字孪生；数字化产线建模与仿真的重要性。

第十三周 实验实践

实践教学（2课时）

实践内容：虚拟智能制造生产线搭建和运行。

第十四周 过程装备智能加工案例

  1. 压力容器智能加工案例；

  2. 泵智能加工案例；

  3. 微小流道增材制造案例。

理论讲授（2课时）

主要内容：压力容器智能加工案例（盈德工程）；泵智能加工案例；微小流道增材制造案例。

第十五周 智能工厂

  1. 智能工厂的基本架构；

  2. 智能工厂的基本特征；

  3. 智能工厂案例。

理论讲授（2课时）

主要内容：智能工厂的基本架构；基本特征；德玛仕、集智、友成等智能工厂案例。

第十六周 实验实践

实践教学（1课时）

实践内容：智能工厂交互式360全景线上“云实践”。

附：时间表

周次

学时

教学内容（要点）

课程思政融入点和实施方法

教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等）

1

2

1.过程装备制造概述

2.典型过程设备制造流程及工艺

理论讲授

2

2

1.典型过程机器制造流程及工艺

2.过程装备的质量检验

理论讲授

3

2

1.智能制造的定义和特征

2.智能制造的系统架构

3.智能制造的系统组成和发展趋势

理论讲授

4

2

1.智能数控机床

2.工业机器人

3.增材制造装备

思政融入点：工业报国

案例：面对技术封锁的困难局面，国内科研团队和企业经过不懈努力，逐步实现技术突破打破国外垄断。

理论讲授

5

2

1.智能传感器

2.智能物流装备

理论讲授

6

2

1.工业物联网

2.工业通讯技术

3.工业大数据

理论讲授

7

2

1.云计算与边缘计算

2.虚拟现实/增强现实

3.数字孪生

4.人工智能

理论讲授

8

2

1.工业机器人虚拟仿真软件实践

2.虚拟现实开发工具

3.智能制造虚拟现实开发案例

实验实践

9

2

1.工业软件的定义和分类

2.企业资源计划（ERP）

3.制造执行系统（MES）

4.产品全生命周期管理（PLM）

理论讲授

10

2

1.智能制造生产线

理论讲授

11

2

1.智能制造生产线设计与布局

理论讲授

12

2

1.流程型智能制造生产线

2.离散型智能制造生产线

3.智能生产线数字孪生和仿真

理论讲授

13

2

虚拟智能制造生产线搭建和运行

实验实践

14

2

1.压力容器智能加工案例

2.泵智能加工案例

3.微小流道增材制造案例（理论）

理论讲授

15

2

1.智能工厂的基本架构

2.智能工厂的基本特点

3.智能工厂案例

思政融入点：绿色发展

案例：制造业在能源消耗和环境问题上面临挑战，先进智能制造在节能减碳，最大限度降低能耗和环境影响方面大有可为，制造要走可持续发展的道路，培养环保意识和创新思维。

理论讲授

16

2

智能工厂交互式360全景线上“云实践”

实验实践