开放式智能加工系统课程教学设计

《开放式智能加工系统》课程教学设计（一）基本描述

课程名称：开放式智能加工系统

英文译名：OPEN-ARCHITECTURED INTELLIGENT MANUFACTURING SYSTEM 课程学时：16讲课：16

适用专业：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业

开课教研室：机电工程学院机械制造及自动化

课程要求：选修

开课时间：第四学年

先修课程：数控技术、计算机实用基础Ⅱ、自动控制原理Ⅲ

主要参考书：《模糊控制、神经控制和智能控制论》李士勇编著哈工大出版社。《人工智能导论》何华灿主编西北工业大学出版社

（二）课程的性质、研究对象及任务

“开放式智能加工系统”是一门机械工程学科中有关先进制造系统的专业技术选修课。本课程研究对象是基于开放系统的智能控制技术的基本概念、原理和应用。为以后机电结合的设计和使用技术打下基础。本课程的主要任务是使学生：

1、了解机电结合、多学科融合的综合系统分析方法，培养系统设计能力。

2、掌握开放式控制系统的基本理论和基本技术，基本具有采用智能控制方法解决问题的能力。

3、了解开放式控制系统和智能加工的最新发展趋势，新理论和新技术。

（三）教材的选择与分析

近年来，国内关于开放式数控系统的专题研究成为研究热点之一，有关的研究成果报告和论文比较多，但还未见系统介绍有关开放式数控

系统专著。有关人工智能控制理论的专著比较多，其代表作有：李士勇编著的《模糊控制、神经控制和智能控制论》（哈工大出版社）；何华灿主编的《人工智能导论》（西北工业大学出版社）。可作为教师和学生深入学习的参考书籍。但作为学生教材有以下几点不足：①内容涉及的面较宽，作为教材不能都讲，利用率不高。②有的问题叙述过于深入，对学生学习不利。③由于多人编写，风格不一，简繁差异较大，没有按教学规律编写，学生不易接受。因此，自编一本具有机械制造专业特点，内容精炼，适合本课程教学内容的教材。

（四）本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配第1章概论（1学时）

本课程内容的计划安排。加工系统开放化的必要性，NC开放

化的发展方向。开放化与网络加工管理，智能控制的产生背

景。

基本要求：

搞清楚本课程学习的目的、内容和方法；了解开放数控概念、涉及的关键技术领域和发展趋势。

重点与难点:

重点讲授涉及的关键技术领域和发展趋势，以及智能系统在机械制造行业的应用前景。

第2章开放式智能加工系统构成（1学时）

智能加工系统的基本构成，基本概念、分类、基本构成要素、

实现方法。

基本要求：

了解智能加工系统的基本原理、构成、分类、基本构成要素。

重点与难点:

重点讲授开放式智能加工系统与其它控制系统在结构构成方面的区

别。

第3章人工智能算法概述（6学时）

神经网络的基本结构和原理，用神经网络对复杂系统建模。

模糊集合与模糊推理，模糊逻辑控制器的结构与设计。

遗传算法，专家系统。

基本要求：

各种人工智能方法的概念、适应对象、特点。

重点与难点:

重点讲授各种人工智能方法的特点和应用对象。神经网络的建模机制、模糊控制的规则构造、遗传算法的优化机理。

第4章智能加工系统的硬件（2学时）

执行器件，传感器（力传感器、变形传感器、温度传感器）。

基本要求：

了解各种先进传感器的工作原理，适应对象，评价方法。

重点与难点:

重点讲授各种传感器所适应的应用领域。

第5章智能加工条件确定（2学时）

加工状态检测、学习型适应控制与数据库更新、提高加工精

度的措施。

基本要求：

与传统闭环控制方法的区别。关键技术领域。

重点与难点:

基本原理。

第6章智能加工系统的应用（4学时）

智能曲面加工系统，智能加工中心热变形补偿系统，临场感

实体加工演示系统。

（五）教学环节

1．课堂讲授（16学时）

任课教师必须做到下面几点：

1）认真备课，做好教案，熟练掌握课程的基本内容。

2）采用启发式、讨论式的教学方法，以学生为中心，活跃课堂气氛，调动学生学习的主动性、积极性，培养学生逻辑思维能力、分析问题能力和解决问题能力。

3）讲课思路要清晰，包括：问题的提出、解决问题的条件、建立模型、分析解决问题的思路、解题和总结等；

概念要准确，重点要突出，理论联系实际，要适时反映本学科发展的前沿理论和技术，特别是将本单位的科研成果引入课堂。

4）教学手段要完备，根据教学内容的要求，恰当运用图片、挂图、CAI课件和多媒体等。

5）教书育人，为人师表，上课精神饱满，以人格的魅力和精神气质激发学生的求知欲和思维活动。

2．实验

（无）

3．设计训练

（无）

4．课外科技活动

为了培养学生理论联系实际的科学精神和动手能力，促进学生个性发展，争取安排课外科技活动。为此要做好配备指导教师、准备科技活动题目、准备参考资料、准备辅导讲座等。

（六）信息交流

了解学生的学习情况，指出存在的问题，提出要求，引导学生端正学习态度，掌握正确的学习方法；同时教师要听取学生的要求，改进教

学工作。

（七）考核办法

1．平时成绩（听课）占总成绩10﹪。

2.期末考试成绩占总成绩50﹪，以考基本理论、基本知识为主。

3.科技报告占总成绩40﹪，以考核综合运用所学知识解决问题的能力为主，防止死记硬背,培养创新精神和实践能力。