制造业发展的学术讨论 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《制造业发展的学术讨论》教学大纲 课程编号： 302160010 课程类型：必修课 Course Code:302160010 Course Type: Compulsory 课程名称： 制造业发展的学术讨论 授课对象： 本科四年级学生 Course Name Audience: manufacturing 学时学分： 授课语言： 中文 Credit 16/1 Language of Chinese Hours/Credit Instruction Mandarin 先修课程： 机械制造工程学、控制工程基础 开课院系： 机械工程系 Prerequisite: Mechanical Manufacturing Engineering Course Department of Fundamentals of Control Engineering offered by: Mechanical Eng 适用专业 机械设计制造及其自动化专业 授课教师 Intended for: Mechanical Design,Manufacturing and Instructor: Automation 大纲执笔人： 股鸣 大纲审核人：专业负责人 Edited by: Yi Ming Inspected by:Course Leader 一、课程简介 本课程是由多位老师面向本科四年级学生开设的小班化研讨形式的课程。每位老师通过讲 解各自最新的学术研究成果，引导学生辩证看待大学阶段学习的知识，打破现有知识结构的禁 锢，激励学生就制造业相关前沿问愿进行探索和研究。教师作为问题提出者和学术讨论主持者， 鼓励学生主动思考、开展讨论式学习，强调教师学生互动、学生学生互动和学生自主学习。 着重培养学生的前沿视野、批判思考、交流表达和写作技能等。 二、学习目标 通过本课程的学习，达到如下目标： 1、通过小班化讨论的方式学习机械设计制造及其自动化领域相关研究方向的基本思想、技 术内涵及其实施方法，如制造业信总化和智能化、制造业工程项目管理与决策、创新设计理论 和方法、数控机床、微纳米加工技术、智能汽车、增材制造技术、高速精密制造技术和机器视 觉等，了解机械设计制造及其自动化领域的整体发展状态、发展趋势、最新技术成果与学术前 沿。 1
1 制造业发展的学术讨论 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《制造业发展的学术讨论》教学大纲 课程编号： Course Code: 302160010 302160010 课程类型： Course Type: 必修课 Compulsory 课程名称： Course Name: 制造业发展的学术讨论 Academic discussion on the development of manufacturing 授课对象： Audience: 本科四年级学生 Senior 学时/学分： Credit Hours/Credits 16/1 16/1 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 机械制造工程学、控制工程基础 Mechanical Manufacturing Engineering Fundamentals of Control Engineering 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师 Instructor: 大纲执笔人： Edited by: 殷鸣 Yi Ming 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 本课程是由多位老师面向本科四年级学生开设的小班化研讨形式的课程。每位老师通过 讲 解各自最新的学术研究成果，引导学生辩证看待大学阶段学习的知识，打破现有知识结构 的禁 锢，激励学生就制造业相关前沿问题进行探索和研究。教师作为问题提出者和学术讨论 主持者， 鼓励学生主动思考、开展讨论式学习，强调教师-学生互动、学生-学生互动和学生 自主学习。 着重培养学生的前沿视野、批判思考、交流表达和写作技能等。 二、学习目标 通过本课程的学习，达到如下目标： 1、通过小班化讨论的方式学习机械设计制造及其自动化领域相关研究方向的基本思想、技 术内涵及其实施方法，如制造业信息化和智能化、制造业工程项目管理与决策、创新设计 理论 和方法、数控机床、微纳米加工技术、智能汽车、增材制造技术、高速精密制造技术和机器视 觉等，了解机械设计制造及其自动化领域的整体发展状态、发展趋势、最新技术成果与学术前 沿
2、了解国家制造业发展的宏观政策、指导方针和相关法律法规，理解机械工程领域相关问 题对环境和社会可持续发展的影形响： 3、能够对专趣中前沿研究问思进行探讨，提出可行的解决方案，并对专题讨论中教师和学 生提出的解决方案等进行对比分析和讨论。在此过程中，能够认识到机械工程问题的解决往往 涉及应用多学科知识： 4、能够结合专题讨论中教师讲述的案例和学生提出的解决方案等进行对比分析和讨论，在 此过程中，能够理解并掌握所涉及的工程管理原理与经济决策方法： 5、通过对各领域发展状态和趋势的学习，以及前沿学术问题的探讨，深刻体会解决问题 方案的多样性，辩证地看待当前已知的知识，打破现有知识体系的禁锢。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业婴求 指标点 学习目标 (7)能够理解和评价机械工稻 7.1能够理解环境保护和社会可持 领域设计、制造、运行等方面的复 续发展的内涵和意义，了解环境保护的 学习目标2 杂工程问题的工程实践对环境、社 相关法律法规 会可持续发展产生的影响。 (9)能够认识到机械设计制造 9.1能够认识到机械工程领域说 工程领域的跨学科特征，能够在多 计、制造、运行等方面复杂工程问题的 学科背景下的团队中承担团队成员 学习目标3 跨学科特征 以及负责人的职责。 (11)理解并掌握工程管理原理 与经济决策方法，能够将上述原理 1山.1能够理解并掌掘工程管理原 和方法应用于机械工程领域设计 理与经济决策方法 学习目标4 制造、运行等方面的多学科环境中 (12)了解机械设计制造及其自 12.1能够了解当前机械设计制造及 学习目标1 动化领域的新理论、新技术及国内 其自动化领域的发展状态与发展趋势 外发展动态，具有自主学习和终身 12.2能够认识自身知识结构的缺陷 学习的意识，有不断学习和适应发 和知识容量的不足，具备适应社会、自 学习目标5 展的能力。 主学习、终身学习的意识和能力
2 2、了解国家制造业发展的宏观政策、指导方针和相关法律法规，理解机械工程领域相关问 题对环境和社会可持续发展的影响； 3、能够对专题中前沿研究问题进行探讨，提出可行的解决方案，并对专题讨论中教师和学 生提出的解决方案等进行对比分析和讨论。在此过程中，能够认识到机械工程问题的解决往往 涉及应用多学科知识； 4、能够结合专题讨论中教师讲述的案例和学生提出的解决方案等进行对比分析和讨论，在 此过程中，能够理解并掌握所涉及的工程管理原理与经济决策方法； 5、通过对各领域发展状态和趋势的学习，以及前沿学术问题的探讨，深刻体会解决问题 方案的多样性，辩证地看待当前已知的知识，打破现有知识体系的禁锢。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 学习目标 （7）能够理解和评价机械工程 领域设计、制造、运行等方面的复 杂工程问题的工程实践对环境、社 会可持续发展产生的影响。 7.1 能够理解环境保护和社会可持 续发展的内涵和意义，了解环境保护的 相关法律法规 学习目标 2 （9）能够认识到机械设计制造 工程领域的跨学科特征，能够在多 学科背景下的团队中承担团队成员 以及负责人的职责。 9.1 能够认识到机械工程领域设 计、制造、运行等方面复杂工程问题的 跨学科特征 学习目标 3 （11）理解并掌握工程管理原理 与经济决策方法，能够将上述原理 和方法应用于机械工程领域设计、 制造、运行等方面的多学科环境中。 11.1 能够理解并掌握工程管理原 理与经济决策方法 学习目标 4 （12）了解机械设计制造及其自 动化领域的新理论、新技术及国内 外发展动态，具有自主学习和终身 学习的意识，有不断学习和适应发 展的能力。 12.1能够了解当前机械设计制造及 其自动化领域的发展状态与发展趋势； 学习目标 1 12.2能够认识自身知识结构的缺陷 和知识容量的不足，具备适应社会、自 主学习、终身学习的意识和能力。 学习目标 5
四、教学基本内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 专题1智能制造发展及其关键技术体系 专题2产品创新设计 多媒体讲授 课堂表现 专3增材制造技术 学习目标1 工程案例分析 小组研讨 专题4机器视觉 专趣研讨 课程论文 专题5智能汽车 专题6高速精密制造技术 专避】智能制造发展及其关键技术体系 专题2产品创新设计 多媒体讲授 课堂表现 学习目标2 专题3增材制造技术 工程案例分析 小组研讨 专题5智能汽车 专题研讨 课程论文 专题6高速精密制造技术 专题1智能制造发展及其关键技术体系 专题2产品创新设计 多媒体讲授 专题3增材制造技术 课堂表现 学习目标3 工程案例分析 小组研讨 专题4机器视觉 专题研讨 课程论文 专避5智能汽车 专题6高速精密制造技术 专题】智能制造发展及其关键技术体系 专题2产品创新设计 多媒体讲授 课堂表现 学习目标4 专题3增材制造技术 工程案例分析 小组研讨 专题5智能汽车 专题研讨 课程论文 专题6高速精密制适技术 专题1智能制遗发展及其关键技术体系 专题3增材制透技术 多媒体讲授 课堂表现 学习目标5 专题4机器视觉 工程案例分析 小组研讨 专避5智能汽车 专题研讨 课程论文 专题6高速精密制造技术 专题1智能制造发展及其关键技术体系 本专题主要结合中国制造2025国家行动计划，针对制造业转型升级，从制造业发 展的历史沿革，重点讲授新一代人工智能的基本内涵与技术特点，讨论基于信息技术 三大核心要素的物联技术、数据驱动、知识驱动与智能制造之间的关系，阐述智能制 造的基本模式、关键技术体系及其技术实施路径。 3
3 四、 教学基本内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 学习目标 1 专题 1 智能制造发展及其关键技术体系 专题 2 产品创新设计 专题 3 增材制造技术 专题 4 机器视觉 专题 5 智能汽车 专题 6 高速精密制造技术 多媒体讲授 工程案例分析 专题研讨 课堂表现 小组研讨 课程论文 学习目标 2 专题 1 智能制造发展及其关键技术体系 专题 2 产品创新设计 专题 3 增材制造技术 专题 5 智能汽车 专题 6 高速精密制造技术 多媒体讲授 工程案例分析 专题研讨 课堂表现 小组研讨 课程论文 学习目标 3 专题 1 智能制造发展及其关键技术体系 专题 2 产品创新设计 专题 3 增材制造技术 专题 4 机器视觉 专题 5 智能汽车 专题 6 高速精密制造技术 多媒体讲授 工程案例分析 专题研讨 课堂表现 小组研讨 课程论文 学习目标 4 专题 1 智能制造发展及其关键技术体系 专题 2 产品创新设计 专题 3 增材制造技术 专题 5 智能汽车 专题 6 高速精密制造技术 多媒体讲授 工程案例分析 专题研讨 课堂表现 小组研讨 课程论文 学习目标 5 专题 1 智能制造发展及其关键技术体系 专题 3 增材制造技术 专题 4 机器视觉 专题 5 智能汽车 专题 6 高速精密制造技术 多媒体讲授 工程案例分析 专题研讨 课堂表现 小组研讨 课程论文 专题 1 智能制造发展及其关键技术体系 本专题主要结合中国制造 2025 国家行动计划，针对制造业转型升级，从制造业发 展的历史沿革，重点讲授新一代人工智能的基本内涵与技术特点，讨论基于信息技术 三大核心要素的物联技术、数据驱动、知识驱动与智能制造之间的关系，阐述智能制 造的基本模式、关键技术体系及其技术实施路径
本专题主要以文字、动画、视频的形式，采用课堂讨论的互动方式，用绕使学生 建立“制造业未来发展技术方向一机器与智慧融合”的学术思维，从而把握现代制造 业发展的主流趋势，并了解制造业实施人工智能的基本职业道德规范等。 本专题学习内容对应学习目标1（支撑毕业要求指标点12.1）、2（支撑毕业要求 指标点7.1)、3（支撑毕业要求指标点9.1、4（支撑毕业要求指标点11.1）、5（支 撑毕业要求指标点12.2)。 专题2产品创新设计 本课程将基于课题组和国内外关于产品创新设计的相关理论为基础，结合课题组 在开展企业创新设计活动中的实际情况，系统介绍产品创新设计中的创新过程、创新 方法、创新工具以及支持产品创新设计的具体流程和关健技术。以期培养学生形成完 善产品创新设计理论体系，增强自身创新实践能力。并结合企业实际创新设计项目， 让学生掌握企业的一般创新过程和方法。 第1课时：产品创新的规律状与思维过程 介绍目前国内外产品创新实例，分析产品创新的本质过程，并根据规律总结产品 创新的一般规律。对目前企业创新方法和工具进行介绍，并结合产品对这些方法进行 分析。 要求学生：了解国内外目前企业产品创新的现状，并对创新方法有一个整体的认 识和掌握。 第2课时：产品设计过程与创新方法 分析产品设计的主要阶段，重点阐述产品概念设计过程和不同阶段的创新需求。 重点介绍产品设计的一般过程，及各设计阶段的目标及作用，并结合具体产品对产品 创新设计过程和方法进行分析。 要求学生：能够掌握产品设计的一般过程和主要阶段，并掌握每个阶段的主要任 务和关键问题。 第3课时：企业创新案例分析 针对课题组的开展的企业创新实践案例，分析企业创新设计过程，并帮助学生掌 握企业创新的关键步骤和方法。 要求学生：针对实际问题具有分析问题产生的各类原因，分析各类设计资源，采 用多种创新方法对问题进行解决的过程。 本专题学习内容对应学习目标1（支撑毕业要求指标点111、12.1）、2（支撑毕 业要求指标点7.1、3（支樟毕业要求指标点9.1）、4（支撑毕业要求指标点12.2） 专题3增材制造技术 增材制造技术是近二十年来信息、新材料与制造科学技术融合发展而来的一种先 进制造技术，是当今世界各制造强国竞相发展的热点技术。本专题介绍增材制造技术
4 本专题主要以文字、动画、视频的形式，采用课堂讨论的互动方式，围绕使学生 建立“制造业未来发展技术方向——机器与智慧融合”的学术思维，从而把握现代制造 业发展的主流趋势，并了解制造业实施人工智能的基本职业道德规范等。 本专题学习内容对应学习目标 1（支撑毕业要求指标点 12.1）、2（支撑毕业要求 指标点 7.1）、3（支撑毕业要求指标点 9.1）、4（支撑毕业要求指标点 11.1）、5（支 撑毕业要求指标点 12.2）。 专题 2 产品创新设计 本课程将基于课题组和国内外关于产品创新设计的相关理论为基础，结合课题组 在开展企业创新设计活动中的实际情况，系统介绍产品创新设计中的创新过程、创新 方法、创新工具以及支持产品创新设计的具体流程和关键技术。以期培养学生形成完 善产品创新设计理论体系，增强自身创新实践能力。并结合企业实际创新设计项目， 让学生掌握企业的一般创新过程和方法。 第 1 课时：产品创新的规律状与思维过程 介绍目前国内外产品创新实例，分析产品创新的本质过程，并根据规律总结产品 创新的一般规律。对目前企业创新方法和工具进行介绍，并结合产品对这些方法进行 分析。 要求学生：了解国内外目前企业产品创新的现状，并对创新方法有一个整体的认 识和掌握。 第 2 课时：产品设计过程与创新方法 分析产品设计的主要阶段，重点阐述产品概念设计过程和不同阶段的创新需求。 重点介绍产品设计的一般过程，及各设计阶段的目标及作用，并结合具体产品对产品 创新设计过程和方法进行分析。 要求学生：能够掌握产品设计的一般过程和主要阶段，并掌握每个阶段的主要任 务和关键问题。 第 3 课时：企业创新案例分析 针对课题组的开展的企业创新实践案例，分析企业创新设计过程，并帮助学生掌 握企业创新的关键步骤和方法。 要求学生：针对实际问题具有分析问题产生的各类原因，分析各类设计资源，采 用多种创新方法对问题进行解决的过程。 本专题学习内容对应学习目标 1（支撑毕业要求指标点 11.1、12.1）、2（支撑毕 业要求指标点 7.1、3（支撑毕业要求指标点 9.1）、4（支撑毕业要求指标点 12.2） 专题 3 增材制造技术 增材制造技术是近二十年来信息、新材料与制造科学技术融合发展而来的一种先 进制造技术，是当今世界各制造强国竞相发展的热点技术。本专题介绍增材制造技术
的基本原理和新工艺技术，从航空航天、生物医疗、燃机与发动机、电子电器等重点 应用领域出发，介绍其最新发展趋势并展开讨论。 要求学生：掌握增材制造技术的基本原理和典型工艺技术，课堂积极参与互动讨 论，能够针对具体的增材制造技术应用场景提出可能的工程解决方案。 本专题学习内容对应学习目标1（支撞毕业要求指标点12.1）、2（支撑毕业要求 指标点7.1)、3（支撑毕业要求指标点9.1）、4（支撑毕业要求指标点111）、5（支 撑毕业要求指标点12.2)。 专题4机器视觉 机器视觉是基于高度智能化的机器感知系统实现对三维世界中目标的视觉感知， 通过计算机算法对感知到的视觉信息和数据进行自动分析和智能处理进而实现对目标 的识别、跟踪和测量，最终解释感知到的目标信总。机器视觉采用机器学习理论，是 机械工程、信息科学、人工智能等多学科交叉性质的基础与应用基础研究。本专题主 要介绍机器视觉的概念，目前的发展趋势，机器视觉涉及的关键技术，机器视觉的相 关应用等。 要求掌握的重点：理解机器视觉的概念、软硬件组成及发展趋势，了解机器视觉 涉及的关键技术，针对特定工程领域问题，通过分析了解初步应用机器视觉解决工程 实践问题的方案。 本专题学习内容对应学习目标1（支撑毕业要求指标点12.1）、3（支撑毕业要求 指标点9.1)、5（支撑毕业要求指标点12.2）。 专题5智能汽车 智能汽车是今后一段时间汽车工业发展的主要方向。大量新技术、新方法的应用 彻底改变了传统汽车行业的面貌。本专题主要围绕汽车技术的三大主题“安全、环保和 舒适”，介绍行业内的新技术、新概念。重点引导同学们思考目前汽车及道路交通存在 的问题，运用大学所学专业知识，思考并提出自己的解决方案。通过案例分析和讨论， 了解在实际工程中多学科交叉的必要性，认识到自身知识结构的缺陷和知识容量的不 足。 要求学生：了解汽车行业发展的趋势：了解常见的驾驶辅助系统的基本概念和原 理：掌握道路交通所面临的深刻挑战，能够主动思考提出新问题。 本专题学习内容对应学习目标1（支撑毕业要求指标点12.1）、2（支撑毕业要求 指标点7.1)入、3（支撑毕业要求指标点9.1）、4（支摔毕业要求指标点11.1）、5（支 撑毕业要求指标点122)。 专题6高速精密制造技术 要求学生通过学习超硬刀具材料以车代磨精密加工的概念，目前的发展趋势，高 速精密制造技术的关键技术和相关应用等。掌握的重点：理解高速精密制造的概念 5
5 的基本原理和新工艺技术，从航空航天、生物医疗、燃机与发动机、电子电器等重点 应用领域出发，介绍其最新发展趋势并展开讨论。 要求学生：掌握增材制造技术的基本原理和典型工艺技术，课堂积极参与互动讨 论，能够针对具体的增材制造技术应用场景提出可能的工程解决方案。 本专题学习内容对应学习目标 1（支撑毕业要求指标点 12.1）、2（支撑毕业要求 指标点 7.1）、3（支撑毕业要求指标点 9.1）、4（支撑毕业要求指标点 11.1）、5（支 撑毕业要求指标点 12.2）。 专题 4 机器视觉 机器视觉是基于高度智能化的机器感知系统实现对三维世界中目标的视觉感知， 通过计算机算法对感知到的视觉信息和数据进行自动分析和智能处理进而实现对目标 的识别、跟踪和测量，最终解释感知到的目标信息。机器视觉采用机器学习理论，是 机械工程、信息科学、人工智能等多学科交叉性质的基础与应用基础研究。本专题主 要介绍机器视觉的概念，目前的发展趋势，机器视觉涉及的关键技术，机器视觉的相 关应用等。 要求掌握的重点：理解机器视觉的概念、软硬件组成及发展趋势，了解机器视觉 涉及的关键技术，针对特定工程领域问题，通过分析了解初步应用机器视觉解决工程 实践问题的方案。 本专题学习内容对应学习目标 1（支撑毕业要求指标点 12.1）、3（支撑毕业要求 指标点 9.1）、5（支撑毕业要求指标点 12.2）。 专题 5 智能汽车 智能汽车是今后一段时间汽车工业发展的主要方向。大量新技术、新方法的应用 彻底改变了传统汽车行业的面貌。本专题主要围绕汽车技术的三大主题“安全、环保和 舒适”，介绍行业内的新技术、新概念。重点引导同学们思考目前汽车及道路交通存在 的问题，运用大学所学专业知识，思考并提出自己的解决方案。通过案例分析和讨论， 了解在实际工程中多学科交叉的必要性，认识到自身知识结构的缺陷和知识容量的不 足。 要求学生：了解汽车行业发展的趋势；了解常见的驾驶辅助系统的基本概念和原 理；掌握道路交通所面临的深刻挑战，能够主动思考提出新问题。 本专题学习内容对应学习目标 1（支撑毕业要求指标点 12.1）、2（支撑毕业要求 指标点 7.1）、3（支撑毕业要求指标点 9.1）、4（支撑毕业要求指标点 11.1）、5（支 撑毕业要求指标点 12.2）。 专题 6 高速精密制造技术 要求学生通过学习超硬刀具材料以车代磨精密加工的概念，目前的发展趋势，高 速精密制造技术的关键技术和相关应用等。掌握的重点：理解高速精密制造的概念