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《智能生产系统与CPS建模》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
智能生产系统与CPS建模
课程编号
课程性质
选修课
课程类别
学科专业选修课
开课单位
智能制造教研室
授课学期
第6学期
学分/学时
2/32
课内学时
32
理论授课
16
上机学时
16
课内实践
0
实验学时
0
课外学时
0
适用专业
智能制造专业
是否双语
否
先修课程
高等数学、线性代数、现代传感与测试技术
后续课程
毕业设计
二、课程简介
《智能生产系统与CPS建模》是智能制造工程专业的选修课，为综合性性较强的一门课程。本课程对智能生产系统的基本概念、组成和特点，CPS建模的基本原理、方法和技术进行理论讲授，并对智能生产系统对CPS建模的需求，以及CPS建模在智能生产系统中的作用与价值进行探讨，引导学生进行智能生产系统分析和CPS建模实践，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑
（一）课程目标
通过本课程的学习，使学生达到以下目标：
课程目标1.要求学生掌握智能生产系统的基本概念、组成及其在生产中的应用，理解CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的原理、方法和技术，理解智能生产系统与CPS建模之间的相互关联。
课程目标2.通过课程学习和项目案例分析，使学生能够通过检索文献，归纳分析智能生产系统，并结合所学知识对其进行CPS建模及仿真验证，具备解决实际智能生产系统中问题的能力，如故障诊断、性能提升等。
课程目标3.通过对智能生产系统进行仿真分析，提高学生的实践能力和动手能力，培养学生创新思维、团队协作能力、职业道德和责任感，使其在智能生产系统与CPS建模领域具备高度的专业素养，增强其在智能生产系统与CPS建模领域具备竞争力。
（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑
课程目标
支撑毕业要求指标点
毕业要求
课程目标2
课程目标3
2.3具备文献资料检索能力，能够对文献进行分析和归纳，并将其用于分析复杂智能制造工程问题，以获得有效结论。
2-问题分析
课程目标2
课程目标3
5.2能够开发或应用满足特定需求的现代工具，对智能制造工程领域复杂工程问题进行模拟与预测，并能够理解其局限性。
5-使用现代工具
课程目标1
课程目标2
课程目标3
7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考专业工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。
7-环境和可持续发展
四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑
（一）课程基本教学内容
第一单元绪论（学时数：2学时）
1.课程主要内容
(1)智能生产系统的定义与重要性。
(2)CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的基本概念。
(3)智能生产系统与CPS建模的关系。
2.重点和难点
(1)重点：CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的基本概念。
(2)难点：智能生产系统与CPS建模的关系。
3.教学方法
教学课件课堂讲授。
4.学生学习预期成果
(1)了解本课程研究的背景、对象、意义和内容。
(2)了解智能生产系统的发展现状及关键技术。
(3)了解CPS（Cyber-PhysicalSystems）建模的基本概念。
(4)理解智能生产系统与CPS建模的关系。
5.支撑课程目标
课程目标1、2、3。
第二单元智能生产系统概述（学时数：6学时）
1.课程主要内容
(1)智能生产系统的组成与特点。
(2)智能生产系统的关键技术。
(3)大数据分析。
(4)物联网技术。
(5)云计算。
2.重点和难点
(1)重点：智能生产系统的组成、特点及关键技术。
(2)难点：大数据分析、物联网技术、云计算在智能生产系统中的应用。
3.教学方法
课堂讲授基础知识，通过案例分析增强学生对智能生产系统的认识。
4.学生学习预期成果
(1)掌握智能生产系统的组成、特点及关键技术。
(2)了解大数据分析、物联网技术、云计算在智能生产系统中的应用。
5.支撑课程目标
课程目标1、2。
第三单元CPS建模基础（学时数：8学时）
1.课程主要内容
(1)CPS建模的基本概念与原理。
(2)CPS建模的主要方法与技术。
(3)CPS建模在智能生产系统中的应用。
2.重点和难点
(1)重点：CPS建模的原理及主要方法。
(2)难点：CPS系统建模、仿真验证及优化控制。
3.教学方法
课堂讲授基础知识，通过简单实例使学生理解CPS建模的原理及主要方法，并通过上机实训，使学生掌握并巩固CPS建模的建模、仿真及优化方法。
4.学生学习预期成果
(1)理解CPS建模的原理。
(2)掌握CPS建模主要方法与技术。
(3)了解CPS建模在智能生产系统
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