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智能制造工程专业
来源: 时间:2021-06-08 浏览:

—— 以制造为底色、智能为成色,造就你的出色。

1、专业定位

智能制造工程是国际“工业4.0”和“中国制造强国”大背景下,为迎合新一轮的科技革命而设立的专业,是一个多学科交叉融合型专业。2018年5月28日,习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上的讲话中指出,世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期,要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级,推动制造业产业模式和企业形态根本性转变,以“鼎新”带动“革故”,以增量带动存量,促进我国产业迈向全球价值链中高端。

广东工业大学机电工程学院勇立潮头,依托学校工科优势和学院学科特色,迎合国家和粤港澳大湾区经济社会创新驱动发展的战略需求,开设智能制造工程专业,通过产教融合、校企合作的协同育人模式,培养满足新一轮工业革命技术创新需求的高素质技术人才,全力打造智能制造创新型人才培育的南方基地,为推动粤港澳大湾区制造业的数字化、智能化升级提供强有力的人才支撑。学生就业面宽,就业创业能力强,社会需求大而迫切,个人发展起点高,空间大,前景好。

图∣ 智能制造战略需求

2、培养目标

本专业培养掌握扎实的自然科学基础理论和智能制造领域专业知识,具备发现、分析、解决复杂工程问题的专业能力和创新意识,能够在智能制造及相关领域从事研究开发、设计制造、工程管理工作,适应国家和大湾区经济社会创新驱动发展战略需求,具有良好的职业道德和社会责任感,德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。

培养目标的具体内涵包括:
目标1:运用智能制造领域设计、制造、管控、优化等方面的专业知识,解决复杂工程问题的能力。
目标2:具备组织与实施相关领域工程项目的能力,具有团队合作精神和创新意识,通过终身学习取得职业生涯上的进步。
目标3:具备良好的人文社会科学素养、社会责任感和职业道德,具有健全的人格和正确的价值观。
目标4:成为智能制造及相关领域的创新型人才,具有就业竞争力,适应国家建设和大湾区创新驱动发展战略需求。

3、培养规格

课内总学分不低于161.5学分,实践教学环节学分不少于32.5(不含军训),合格授予工学学士学位。智能制造工程通过理论和实践相结合,培养学生形成“一专多能”的智能制造专业知识体系与工程技术能力,能够运用智能设计、智能管控、智能优化等理论方法与技术解决复杂工程问题,能够从事智能制造及相关领域的研发、设计、制造与工程管理等工作。

4、课程体系

智能制造工程专业培养方案及其课程体系参照《机械类教学质量国家标准》、《工程教育认证标准》、《机械类专业补充标准》、《工程教育认证通用标准解读及使用指南(2020版,试行)》等文件制订。本专业遵循“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的育人原则,突出对学生科学思维素养、创新能力与意识的培养,强化对学生解决工程问题、工程实践与应用能力的锻造,构建“形成三大教学模块、塑造三类专业特长、拓展三大就业方向”的实施路径。

智能制造工程以机械工程课程为基础、智能制造课程为特色,主要学习人工智能、工业互联网与大数据、智能传感与检测技术、制造系统建模与设计、智能装备建模与分析、机器人技术、机械原理、机械设计、机电传动控制、机械制造基础、控制工程、运筹学等核心课程,同时也完成相关实验实训以及课程设计,包括机械制造技术训练、电工电子实验实训、生产实习、智能装备设计综合实训、智能制造系统综合实训、机器人系统综合实践、综合工程实践项目、机械设计课程设计等。

5、师资队伍

专职教师共16名,其中教授6名,副教授6名,讲师4名,均为博士学历;博士生导师3人,硕士生导师12人,国家特支计划科技创新领军人才1人,国家重点研发计划首席科学家1人,省杰青2人,广东省珠江人才计划青年拔尖人才1人,香江学者2人,广东省扬帆计划创新创业团队1个,广东工业大学“百人计划”特聘教授2人,广东工业大学青年百人计划人才5人。专业教师主持国家重点研发计划1项(728万)、广东省重点研发计划1项(1000万),国家基金10项,省市级项目30多项,近五年累计科研经费6000多万元。获得广东省科学技术发明一等奖5项。申请发明专利200余件, 已授权国内专利70余件、美国专利3件,日本专利2件;发表高水平SCI论文100多篇,高被引论文5篇。

图∣ 广东省技术发明一等奖

6、教学条件

智能制造工程依托机械工程学科建设,机械工程学科拥有一级学科博士点、机械工程博士后科研流动站,是广东省“211工程”重点建设学科、广东省攀峰重点学科、广东省“高水平大学”重点建设学科;教育部第四轮学科评估机械工程学科获得B+,位列全国前20%;2021年软科“中国最好学科排名”机械工程学科位列第20位,进入全国前10%,有力支撑工程学跻身ESI全球排名前1%。;为学校工程学科进入全球ESI排名前1%做出了重大贡献。

智能制造工程专业所在学院机电工程学院拥有省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室,以及国家地方联合工程实验室、国家级省部共建协同创新中心、国家级实验教学示范中心、教育部重点实验室,并有广东省重点实验室3个、广东省工程技术研究中心6个和广东省教学示范中心2个。学院拥有教学、科研实验室面积约2.3万平方米,仪器设备资产总值超过3亿元。实验室空间宽敞、环境舒适,教学实验设备齐全,科研仪器先进精良。本专业同时共享国家级精品课程《工程制图》、省级线上线下混合一流课程《机械设计》等课程资源,教学资源和条件一流。

7、培养特色

新一代智能制造将引领和推动新一轮工业革命,人工智能技术、新一代信息技术与先进制造技术的融合,将推动产品、装备及其设计制造过程发生了革命性的变化。智能制造工程依托广东工业大学“机械工程”重点攀峰学科与国家重点实验室建设。本专业聚集一批海内高层次人才,围绕智能制造及机器人技术开展研究工作,在智能产线变型设计、模块化机器人技术、数字孪生技术领域享誉海内外。第三方评估显示,数字孪生产线设计领域发明专利数量一度排名全国第一、全球第二。本专业强调“一专多能”的人才定位,突出“产学融合、竞教融合”的培养理念,将电子制造等产业实践融入课程,将数字孪生等产业技术融入实训,探索“理论教学实践化,实训教学能力化”的新型教学模式,保障学生四年均能达到“2项科技作品、1项学科竞赛、1个科研项目”的“211”标准。本专业将全力培育一批科学化思维与智能化理念兼具、创新意识与工程能力齐备的智能制造高端人才。

图∣ 智能制造培养特色


图∣ “211”培养标准

8、学生竞赛

两大学生创新团队助力实现“211”梦。

智能制造与机器人研究所教师指导“智能车间”和“DynamicX机器人”两个创新团队。智能车间创新团队面向 “西门子”杯中国智能制造挑战赛和全国智能制造大赛两大国家级赛事,培养具有创新应用能力的智能制造人才,2022年首次参加“西门子”杯获得广东省二等奖、三等奖各1项。

DynamicX机器人创新团队2021年首次参加RoboMaster机甲大师赛线下赛,就以南部八强进入全国赛,并夺得全国赛32强,成为甲级队伍。参赛两年以来,共获得超级对抗赛全国二等奖、三等奖各1项;高校单项赛南部赛区一等奖2项,全国赛二等奖2项。

近几年,团队教师指导学生获得“互联网+”全国银奖、广东省金奖;“挑战杯”全国二等奖、广东省特等奖等奖项。


图∣ 智能车间创新团队及作品

图∣ Dynamic X机器人创新团队及作品

   


图∣ 各大赛事获奖

9、学生就业

智能制造工程是新工科专业,专业的设置获得了华为、大族、美的、华星光电、视源电子等行业龙头企业及研究院所的重点关注,企业提前招录、定向锁定意愿强烈。毕业生能接触智能制造领域内的科技前沿和研究热点,可以选择继续深造或出国留学,国内外该领域研究生招生规模大、需求旺盛。

10、特色研究方向

方向一:智能车间设计与优化

1、研发数字孪生产线三维智能设计平台,推动“智能车间设计与优化”工业软件自主可控

2、面向3C制造、军工、定制家具等行业开展智能车间设计、仿真与优化,加速制造企业数字化转型

关键技术

图∣ 数字孪生产线模型


图∣ 产线变型设计理论

图∣ 产线“构型-动型-控型-优型”四型联动的变型设计技术

主要研究成果

图∣ 自主研发的智能工厂数字化设计与优化平台——DTS


图∣ 产线设计案例


方向二:智能优化与排样算法

“基于组化的构造式排样优化算法”,研发了包括一维线材、二维矩形件、二维不规则、三维堆叠与装箱的全系列工业软件,面向制造业、物流等行业推广应用。

关键技术

启发式扫搜与超启发搜索算法

组化技术与构造式排样优化算法

基于代理的耦合优化问题

构型搜索方法

…..

图∣ 组批


主要研究成果

图∣ 排样系统案例


方向三:可重构机器人模块及其系统

1、先进机器人关节模块与末端功能模块

2、机器人模块化和可重构技术

3、机器人系统自主感知、规划与控制


图∣ 可重构机器人模块

图∣ 工业级可重构机器人模块和系统

 

图∣ 模块化机器人在高压输电线上的应用

 

图∣ 娱乐、教育和科研用迷你模块化机器人


方向四:机器人与智能制造

1、机器人离线编程系统与数字孪生

          CAD/CAM/Robotics一体化

l 三维轨迹生成

l 典型作业工艺库

l 工作空间可视化

l 运动生成与仿真

l 现场标定功能

l 智能传感器接口

l 轨迹实施修正

l 数字孪生(虚实同步)

图∣ 机器人离线编程与数字孪生系统

2、零部件表面光整加工(抛光、打磨、和去毛刺等)


 

图∣ 零部件表面光整加工系统及实物

3、非结构化环境中的机器人现场自主焊接

图∣ 非结构化环境中的机器人现场自主焊接

方向五:自主移动操作机器人系统

1、环境地图构建与定位(SLAM)

2、具有环境条件不变性和可扩展性的视觉导航

3、移动-操作协调控制

图∣ SLAM地图


图∣ 自主移动操作机器人


方向六:智能服务机器人

1、基于语音、视觉和肢体语言的多模态人机自然交互

2、人工智能及其在高逼真仿人服务机器人上的应用


图∣ 多模态人机自然交互机


图∣ 高逼真仿人服务机器人