机器人工程专业人才培养方案
一、基本学制:4年。
二、培养目标
本专业培养适应社会主义现代化建设需要,德智体美劳全面发展,具有较强的社会责任感和爱国情怀,基础理论厚实、知识结构合理,具备机器人工程学科基础及相关交叉学科专业知识,获得机器人工程专业的基本训练,掌握机器人系统设计、开发和应用技能,具有良好的团队合作精神和组织能力、沟通能力及终身学习能力,体魄健康、心理素质良好,能够在机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备领域,从事机器人系统集成、设计制造、研究开发、运行管理和经营销售等方面工作的应用型高级工程技术人才。
学生毕业后,经过5年左右实际工作的锻炼,期望能达到以下目标:
(1)具有良好的个人修养、职业道德和社会责任感,有意愿并有能力服务社会;
(2)能有效运用机器人工程专业知识和技术原理解决生产实际中的复杂工程问题;
(3)熟悉机器人工程领域行业规范和法律法规,能在工程实践中充分考虑工程与社会、环境、法律、安全、健康及文化的关系,促进社会的可持续性发展;
(4)具有创新意识,具备良好的沟通、协调和领导能力,具有良好的国际视野,能在多学科交叉背景下的机器人工程项目管理团队或研发团队中担任负责人;
(5)持续关注机器人及相关交叉学科领域的最新动态和发展趋势,能通过自主学习有意识地更新和完善工作所需的知识体系,不断拓展自己的能力与素质。
三、毕业要求及实现矩阵
1.工程知识:能够运用数学、自然科学、工程基础和机器人工程专业知识,解决机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备领域的复杂工程问题。
2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析机器人工程领域的复杂工程问题,理解问题本质,获得有效结论。
3.设计/开发解决方案:能够制定针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的机器人硬件部件、软件系统及智能算法策略或生产工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法,对机器人工程领域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、数据处理与分析、对象建模与仿真,通过信息综合得到合理有效的结论。
5.使用现代工具:能够开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,对机器人工程领域的复杂工程问题的分析与仿真,并能够理解其局限性。
6.工程与社会:能够基于机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备的背景知识,合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。
7.环境和可持续发展:能够理解和评价复杂工程问题的机器人工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
8.职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感和工匠精神,能够在机器人工程实践中理解并遵守工程职业道德和行为规范。
9.个人和团队:在解决机器人工程领域的复杂工程问题时,具有独立思考能力和团队协作精神,能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
10.沟通:能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效的沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
11.项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在机器人工程相关的多学科环境中应用。
12.终身学习: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。
毕业要求指标点分解与实现矩阵
毕业要求 |
观察点 |
支撑课程 |
1.工程知识:能够运用数学、自然科学、工程基础和机器人工程专业知识,解决机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备领域的复杂工程问题。 |
1-1:掌握数学、自然科学基础知识,并能用于工程问题的表述与求解。 |
高等数学A(上)(下)、线性代数、概率论与数理统计、计算方法与MATLAB、大学物理B(上)(下)、工程化学 |
1-2:掌握工程基础知识,针对工程领域的复杂工程问题,能够选择或建立模型并求解。 |
画法几何与工程制图(上)(下)、工程力学、电工与电子技术、机械设计基础、人工智能、流体力学基础与液压气动 |
|
1-3:掌握机器人工程专业基础知识,能够运用相关的原理、方法对机器人工程领域的复杂工程问题进行推演、分析。 |
自动控制原理、单片机原理与接口技术、流体力学基础与液压气动、机器人机构学、机器人学、工程材料与机械制造基础 |
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1-4:掌握机器人工程专业知识,能够对机器人工程领域,尤其是油气钻采机器人设计与制造方面的复杂工程问题,进行解决方案分析、比较与综合。 |
电气控制与PLC技术、工程材料与机械制造基础、机械设计基础课程设计、人工智能课程设计、机器人设计综合实践、石油钻采机械 |
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2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析机器人工程领域的复杂工程问题,理解问题本质,获得有效结论。 |
2-1:能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别和判断复杂机器人工程问题的关键因素和环节。 |
工程力学、电工与电子技术、机器人机构学、人工智能 |
2-2:能够综合应用工程相关的科学原理和数学模型方法,表达机器人工程,尤其是油气钻采装备的复杂工程问题。 |
机械设计基础课程设计、流体力学基础与液压气动、电气控制与PLC技术 |
|
2-3:能够通过文献研究、应用工程科学基本原理分析复杂工程问题的各种影响因素,寻求多种解决方案,获得有效结论。 |
单片机原理与接口技术、人工智能课程设计、机器人设计综合实践、毕业设计 |
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3.设计/开发解决方案:能够制定针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的机器人硬件部件、软件系统及智能算法策略或生产工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 |
3-1:掌握机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备领域的工程设计全周期、全流程的基本方法和技术,了解影响设计目标和设计方案的主要因素。 |
机器人机构学、机器人学、工程材料与机械制造基础、电气控制与PLC技术、流体力学基础与液压气动 |
3-2:能够完成满足特定要求的机器人硬件部件、软件系统及智能算法策略。 |
自动控制原理、电气控制与PLC技术、人工智能、机械设计基础课程设计、人工智能课程设计 |
|
3-3:能够进行系统设计或生产工艺流程设计,在设计中体现创新意识,并考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素的影响。 |
机械设计基础课程设计、机器人设计综合实践、机器人机构学仿真实践、毕业设计 |
|
4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法,对机器人工程领域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、数据处理与分析、对象建模与仿真,通过信息综合得到合理有效的结论。 |
4-1:能够基于科学原理,通过文献研究或相关方法,对机器人工程领域,尤其是油气钻采机器人中复杂工程问题的解决方案进行调研和分析,选择研究路线,制定实验方案。 |
机器人机构学、机器人学、电工与电子技术、机电液综合实验、专业综合实验 |
4-2:能够根据实验方案构建科学的实验系统,安全地开展实验,正确地采集实验数据。 |
大学物理实验B、电工与电子技术实验、机电液综合实验、单片机应用综合实践 |
|
4-3:能够对实验数据进行处理、分析与解释,通过信息综合得到合理有效的结论。 |
大学物理实验B、人工智能、计算方法与MATLAB |
|
5.使用现代工具:能够开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,对机器人工程领域的复杂工程问题的分析与仿真,并能够理解其局限性。 |
5-1:了解机器人工程领域常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和仿真软件的使用原理和方法,并理解其局限性。 |
计算机基础、画法几何与工程制图(上)(下)、机器人机构学仿真实践、单片机应用综合实践 |
5-2:能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业仿真软件,对机器人工程领域的复杂工程问题进行分析、计算与设计。 |
机械制图实习、计算方法与MATLAB 、机器人机构学仿真实践、毕业设计 |
|
5-3:能够针对机器人工程领域的复杂工程问题,选用、开发满足特定要求的现代工具,预测、模拟与分析工程问题,并能够分析其局限性。 |
计算方法与MATLAB、机器人驱动与控制、机电液综合实验、机器人机构学仿真实践 |
|
6.工程与社会:能够基于机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备的背景知识,合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。 |
6-1:了解机器人工程及相关应用领域,尤其是油气钻采装备领域的国家战略、产业政策、技术标准、法律法规、安全规范等,理解机器人工程和社会文化的关联。 |
机械工程导论、画法几何与工程制图(上)(下)、工程实训、移动机器人原理与设计、石油钻采机械 |
6-2:能够正确分析和评价机器人工程实践和复杂工程问题解决方案与社会、健康、安全、法律和文化之间的相互影响,并理解机器人工程师应承担的责任。 |
生产实习、石油钻采机械、专业综合实验、毕业设计 |
|
7.环境和可持续发展:环境和可持续发展:能够理解和评价复杂工程问题的机器人工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 |
7-1:了解我国在环境与可持续发展方面的方针、政策与法规,能够理解环境保护和可持续发展的理念和内涵。 |
工程化学、形势与政策(1)-(4)、思想道德修养与法律基础、机器人驱动与控制 |
7-2:能够从环境保护和可持续发展的角度,评价机器人工程,尤其是油气钻采装备的设计、制造、安装、调试及运行等工程实践对环境和社会造成的影响。 |
机器人设计综合实践、生产实习、机器人感知系统设计、石油钻采机械 |
|
8. 职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感和工匠精神,能够在机器人工程实践中理解并遵守工程职业道德和行为规范。 |
8-1:树立和践行社会主义核心价值观,理解个人与社会的关系,了解中国国情,明确个人作为社会主义事业建设者和接班人所肩负的责任和使命。 |
马克思主义基本原理概论、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近代史纲要、人文素质教育 |
8-2:理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范,并能在机器人工程实践中自觉遵守。 |
工程实训、职业发展规划、生产实习、单片机应用综合实践 |
|
8-3:理解并履行工程师对公众的安全、健康和福祉,以及对环境保护的社会责任,能够在工程实践中自觉履行责任。 |
社会实践、就业指导、职业发展规划、大学生创业基础、生产实习 |
|
9.个人和团队:在解决机器人工程领域的复杂工程问题时,具有独立思考能力和团队协作精神,能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 |
9-1:能与其他学科的成员有效沟通,合作共事,具有良好的团队合作意识和精神。 |
创新性思维与研究方法、工程实训、机电液综合实验 |
9-2:能够胜任团队成员的职责,独立和合作完成团队分配的工作,倾听并接受团队意见。 |
社会实践、工程实训、专业综合实验 |
|
9-3:能够担任团队负责人,具有组织、协调和指挥团队的能力。 |
创新性思维与研究方法、大学生创业基础、机电液综合实验 |
|
10.沟通:能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效的沟通和交流,包括撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 |
10-1:针对机器人工程领域的复杂工程问题,在报告撰写、文稿设计、发言陈述、清晰表达或回应指令等方面,能够与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。 |
机械制图实习、机械设计基础课程设计、人工智能课程设计、生产实习、毕业设计 |
10-2:具备一定的国际视野和英语表达能力,能够理解和尊重不同文化、不同种族的差异性,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 |
大学英语A(上)(下)、大学英语A听说(上)(下)、机器人设计综合实践、毕业设计 |
|
11.项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在机器人工程相关的多学科环境中应用。 |
11-1:理解并掌握工程管理原理和经济决策方法。 |
大学生创业基础、工程项目管理、移动机器人原理与设计、人工智能 |
11-2:能够在机器人工程领域相关的多学科环境中,应用工程管理原理和经济决策方法,开展项目管理和经济决策。 |
大学生创业基础、工程项目管理、 移动机器人原理与设计、机器人设计综合实践、毕业设计 |
|
12.终身学习: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:能够理解自主学习和终生学习的必要性和意义,培养自主学习和终身学习的意识。 |
职业发展规划、机器人驱动与控制、机器人感知系统设计 |
12-2:能够根据职业发展需要,具有温故知新、持续探索、适应社会发展的自主学习和终身学习能力。 |
创新性思维与研究方法、机器人机构学仿真实践、石油钻采机械、毕业设计 |
四、主干学科、学位课程及主要实践性教学环节
1.主干学科:机械工程、控制工程。
2.学位课程:画法几何与工程制图、工程力学、机械设计基础、人工智能、机器人学、电工与电子技术、流体力学基础与液压气动、电气控制与PLC技术、工程材料与机械制造基础、自动控制原理。
3.主要实践性教学环节:机械制图实习、工程实训、机械设计基础课程设计、人工智能课程设计、机器人设计综合实践、生产实习、单片机应用综合实践、机器人机构学仿真实践、机电液综合实验、专业综合实验、毕业设计等。
五、专业特色
以服务我国油气钻采装备领域和地方经济建设为导向,将教学科研与石油石化工业紧密结合,积极适应油气钻采装备行业和地方装备制造企业智能化的发展需要,培养基础扎实、知识面广、实践能力和创新能力较强的应用型高级工程技术人才。本专业已形成具有鲜明石油石化行业背景的机器人工程应用方向,以及适应时代发展和国家重大科技创新规划的机器人智能控制方向。
六、毕业规定
学生在毕业时应达到德育培育目标和大学生体质健康标准,完成学业最低课内总学分170学分,其中理论必修课105学分,实践教学37学分,选修课(含通识教育选修课10学分)28学分。
专业类课程的学分不允许用其他课程学分进行冲抵和替代。
自主发展计划10学分。
七、授予学位
工学学士。
八、课程设置及教学进程表 点击下载附件
九、自主发展计划
学生应取得10个自主发展计划学分,具体详见《学院第二课堂学分管理办法(试行)》。
十、学时学分统计表
专业名称 |
课程模块 |
必修、选修合计 |
占总学分比例 |
||||||
必修 |
选修 |
学时(周数)合计 |
学分合计 |
||||||
门数 |
学时 (周数) |
学分 |
学时 |
学分 |
|||||
机器人工程 |
通识教育课程 |
20 |
820 |
47.5 |
280 |
10 |
1100 |
61.5 |
36.2% |
学科基础课程 |
16 |
616 |
38.5 |
64 |
4 |
680 |
42.5 |
25.0% |
|
专业课程 |
8 |
304 |
19 |
160 |
14 |
464 |
29 |
17.0% |
|
实践教学(集中) |
13 |
41W+32 |
37 |
— |
— |
41W+32 |
37 |
21.8% |
|
合计 |
57 |
2592 |
142 |
504 |
28 |
3096 |
170 |
100% |
|
必修、选修课程占课内教学总学时(学分)比例 |
— |
83.72% |
(83.53%) |
16.28% |
(16.47%) |
100% |
|||
工程实践与毕业设计 (论文)的学分比例 |
21.8% |
注:理论课程(含课内实验、上机)按每16个学时计1学分,通识选修课按20学时计1学分。统计实践教学环节占总学时的比例时,含集中性实践教学环节,单设实验课、课内上机、实践及实验学时(集中性实践教学环节按每周20学时计)。
十一、专业课程中英文对照
序号 |
专业课程中英文对照 |
序号 |
专业课程中英文对照 |
1 |
机械工程导论 IntroductionofMechanical Engineering |
2 |
画法几何与工程制图(上)(下) Descriptive Geometry and Engineering Drawing(Volume I) (Volume II ) |
3 |
4 |
大学物理实验B(上)(下) Experiment of College PhysicsB(Volume I) (Volume II ) |
|
5 |
线性代数 Linear Algebra |
6 |
计算方法与MATLAB Calculation Method and MATLAB |
7 |
工程力学 EngineeringMechanics |
8 |
自动控制原理 Principleof AutomaticControl |
9 |
电工与电子技术 Electricaland Electronic Technology |
10 |
机械设计基础 Fundamentals ofMachineDesign |
11 |
电工与电子技术实验 Experiment in Electricaland Electronic Technology |
12 |
C语言程序设计C Language Programming |
13 |
工程化学 Engineering Chemistry |
14 |
概率论与数理统计 Probability and Mathematical Statistics |
15 |
移动机器人原理与设计 MobileRobotics |
16 |
机器人机构学 RobotMechanism |
17 |
机器人学 Introductionto Robotics |
18 |
机器人感知系统设计 Design of Robot Perception System |
19 |
工程材料与机械制造基础 Fundamentals ofEngineeringMaterials andMachineryManufacturing |
20 |
流体力学基础与液压气动 Fluid MechanicstechnologyandHydraulic Pneumatic |
21 |
电气控制与PLC技术 ElectricalControl and PLC Technology |
22 |
流体机械 Fluid Mechanics |
23 |
工程项目管理 Engineering Project Management |
24 |
人工智能 ArtificialIntelligence |
25 |
石油工程概论 General Introduction of Petroleum Engineering |
26 |
石油钻采机械 Drilling and Production Machinery |
27 |
钻井工程与工具 Drilling Engineering and Tools |
28 |
海洋油气装备与技术 Offshore Oil and Gas Equipment and Technology |
29 |
海洋石油平台设计 Offshore Oil Platform Design |
30 |
工业机器人结构设计 StructuralDesign ofIndustrialRobot |
31 |
工业机器人系统集成技术 SystemIntegrationTechnologyofIndustrialRobot |
32 |
机器人驱动与控制 Design ofRobotDriving and Controlling System |
33 |
单片机原理与接口技术 Principle andInterfaceTechnology ofSingleChipMicrocomputer |
34 |
计算机控制技术 Computer Control Technology |
35 |
数控技术及装备 Numerical Control Technology and Equipment |
36 |
科技文献检索 Science and Literature Retrieval |
37 |
PYTHON程序设计 PYTHON Program Design |
38 |
人机工程学 Man-machine Engineering |
39 |
机械工程专业英语 Professional English of Mechanical Engineering |
40 |
日语 Japanese |
41 |
现代加工技术 Modern Processing Technology |
42 |
专业综合实验 ComprehensiveExperimentof Mechanical Engineering |
43 |
安全工程 Safety Engineering |
44 |
油田地面工程设备 Oilfield Surface Engineering Equipment |
45 |
机械三维设计软件及应用 Mechanical 3D Design Software and Application |
46 |
机械结构有限元分析 Finite Element Method of MechanicalStructure |
47 |
机械创新设计 Creative Design of Mechanical Devices |
48 |
机械现代设计方法 Modern Design Methods of Machinery |
49 |
逆向工程技术 Reverse Engineering Technology |
50 |
设备状态监测与故障诊断 Equipment State Monitoring and Fault Diagnosis |
51 |
虚拟仪器技术 Virtual Instrument Technology |
52 |
机械工程测试技术 Test Technology of Mechanical Engineering |
53 |
数控技术 Numerical Control Technology |
54 |
机器人视觉 Robot Vision |
55 |
数字图像处理基础 Fundamentalsof Digital Image Processing |
56 |
工业机器人系统仿真与实践 IndustrialRobot System Simulation |
57 |
机器人动力学 Robot Dynamics |
58 |
机器学习 Machine Learning |
59 |
Arduino机器人设计与制作 Design and Manufacture of Arduino Robot |
60 |
社会实践 Social Practice |
61 |
军事理论与军事训练 Military Theory and Training |
62 |
工程实训 Engineering Practice |
63 |
机械制图实习 Practice of Machine Drawing |
64 |
人工智能课程设计 Course Project ofArtificialIntelligence |
65 |
机器人设计综合实践 Course Project ofRobotDesign |
66 |
智能制造技术实践 Practice of IntelligentManufacture Technology |
67 |
单片机应用综合实践 PracticeofSingleChipMicrocomputerApplication |
68 |
机器人机构学仿真实践 Practice of RobotMechanismSimulation |
69 |
生产实习 Production Practice |
70 |
机电液综合实验 ComprehensiveExperiment ofElectromechanic, Hydraulic Transmission & Control |
71 |
毕业设计 Graduation Project |
72 |
创新性思维与研究方法Innovative thinking and research methods |
制定人:李安定 学院审定人:管锋