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2024级机器人工程专业培养方案
2024-10-11 11:13     (阅读量:)

机器人工程专业(080803T

一、 专业简介

本专业是顺应国家建设需求和国际发展趋势而设立的新工科专业。专业面向国家特别是京津冀地区机器人相关应用行业的发展需求,以“产业需求为导向、学科交叉融合、面向未来主动布局、综合全面突出创新”为特征的新工科教育理念,培养掌握机器人基础理论和专业知识,具有较强的实践能力与创新意识,从事机器人设计与开发、系统集成、智能感知与学习等相关工作,能解决复杂工程问题的应用型高级专门人才。

本专业将机器人设计与集成作为主要研究对象,主要学习机械、电子、计算机、人工智能等多学科的相关理论知识、方法及技术。学生具有厚基础、宽口径、重实践、富创新的特点,毕业生能够胜任机器人及相关领域的设计制造、技术开发、运行维护、科学研究和生产管理等工作,具备良好的专业素质和人文素养,具备较强的创新意识和实践动手能力,具有融合多学科基础理论的专业优势。

本专业注重学生的项目实践能力和学术综合能力的培养,与众多机器人行业领军企业建立了深度的产学研合作关系,涉及学生实习实践、实验室建设、教材资源建设、课程教学实施等诸多环节,形成了“产业需求引领-理论教学驱动-工程实践联动-科创实践推动-教研协同培养”为特色,具有鲜明产教研融合优势的培养模式。专业开设特色选修与个性化选修模块,满足学生个性化培养需求。机器人工程专业学生前景广阔,是面向未来自动化、智能化、共融化高端机器人装备发展需求所急需的研发人才,是具有市场洞察力和前瞻性思维的创新人才,是将持续推动相关科技领域进步与发展的核心人才。

二、 培养目标及毕业要求

(一) 培养目标

本专业面向机器人工程及相关领域,培养具有良好的科学、文化素养,具备实践能力与创新精神,能在机器人及相关领域从事设计制造、技术开发、科学研究、工程应用等工作的应用型高级专门人才。学生在毕业后5年左右能够达到如下的职业和专业成就:

培养目标1: 能适应行业的技术发展,了解相关法律法规、熟悉行业标准,深化自身专业基础知识扩展能力,取得职业生涯上的进步

培养目标2: 能基于良好的科学知识和工程实践活动,运用科学方法和观点并使用现代工具分析、设计和研究机器人产品及系统集成,具备设计实施改进机器人工程解决方案能力

培养目标3: 具有良好的国际视野和沟通技巧能正确认识项目角色定位依据相关质量标准、程序开展工作,能胜任机器人及相关应用行业的系统方案设计集成、技术开发与安装、调试与应用维护等工作。

培养目标4: 能在从事专业相关活动中全面考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素具备社会责任感并坚守职业道德规范,具有创新意识

(二) 毕业要求

毕业生应获得如下方面的知识和能力:

A. 工程知识:掌握数学、自然科学、工程基础和机器人工程专业知识,能够用于解决机器人产品设计及系统集成中的复杂工程问题。

B. 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产品设计及系统集成中的复杂工程问题,以获得有效结论。

C. 设计/开发解决方案:在考虑安全与健康、法律法规与相关标准以及社会、文化、环境等制约因素的前提下,能够针对机器人产品设计及系统集成中复杂工程问题的解决方案,设计和集成满足特定需求的机器人核心零部件整机和控制系统,并能够在设计和集成环节中体现创新意识。

D. 研究:能够基于科学原理并采用科学方法对机器人产品设计及系统集成中的复杂工程问题进行研究,设计机构学、控制方法与策略、系统安装与集成等方面相关的实验,分析与解释数据,并通过信息综合得到合理有效的结论。

E. 使用现代工具:在解决针对机器人产品设计及系统集成复杂工程问题活动中,具有开发、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进行工程实践的能力,包括对复杂工程问题的建模、预测与模拟,并能够理解其局限性。

F. 工程与社会:能够基于机器人工程专业相关背景知识进行合理分析,评价本专业的工程实践、复杂工程问题与解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。

G. 环境和可持续发展:了解环境保护的相关法律法规条例及行业安全规范,能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

H. 职业规范:践行社会主义核心价值观,热爱祖国,具有人文社会科学素养、社会责任感;能够在机电装备制造业及相关行业的工程实践中,理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

I. 个人和团队:能够在多学科背景下的团队中,理解并承担个体、团队成员以及负责人的角色。

J. 沟通:能够针对机器人及相关应用行业中的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;掌握一门外语,能够比较熟练地阅读机器人工程领域的外文文献,具有一定的国际化视野,具有在跨文化背景下进行有效沟通的能力。

K. 项目管理:理解并掌握机器人及相关应用行业中涉及的工程管理原理与经济决策方法,并能够应用于多学科环境下的工程实践中。

L. 终身学习:对自主学习和终身学习有正确的认识,具有不断学习和适应发展的能力。

(三) 毕业要求支撑培养目标情况

机器人工程专业毕业要求对应培养目标支撑矩阵

培养目标

毕业要求

培养目标1

培养目标2

培养目标3

培养目标4

毕业要求A


毕业要求B



毕业要求C



毕业要求D



毕业要求E



毕业要求F



毕业要求G



毕业要求H


毕业要求I



毕业要求J



毕业要求K


毕业要求L



三、 核心课程及实验、实践环节

(一) 专业主干课程

工程制图(64学时)、工程力学64学时)、电路分析与仿真36学时)、模拟电子技术30学时)、数字电子技术30学时)、机械原理48学时)、机械设计48学时)、机器人技术基础48学时)、自动控制原理44学时)、机器人驱动与控制技术32学时)、机器人机械系统设计40学时)、机器人系统集成与应用32学时)单片机原理及应用系统设计(36学时)。

工程制图上机(16学时)、电路分析与仿真上机8学时)、模拟电子技术实验(4学时)、数字电子技术实验(4学时)、自动控制原理实验(8学时)、单片机原理及应用系统设计实验(8学时)、机器人原理与控制实验(16学时)。

(二) 主要实践性教学环节

军训(2学分)、基础工程训练(2学分)、现代工程训练(2学分)、机械制图与测绘(1.5学分)、机器人专业认识实习(1学分)、机器人机械结构课程设计(2学分)、机器人运动控制课程设计(2学分)、生产实习(2学分)、创新设计(2学分)、专业设计(3学分)、机器人系统虚拟仿真课程设计(2学分)、工业机器人工程实训(2学分)、毕业设计(12学分)。

(三) 核心课程支撑毕业要求情况

机器人工程专业核心课程对应毕业要求支撑矩阵

毕业要求

核心课程

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

工程力学










工程制图










电路分析与仿真











模拟电子、数字电子技术










机械原理










机械设计









机器人技术基础









自动控制原理










单片机原理及应用系统设计










机器人驱动与控制技术











机器人机械系统设计











机器人系统集成与应用










机器人创新设计、机器人相关课程设计








生产实习、专业设计





工业机器人工程实训








毕业设计








四、 学制、授予学位及学分基本要求

学制:学制为4年,弹性修业年限3-6年。

学位:工学 学士学位

学分:165

本专业的指导性最低学分框架如表所示:


机器人工程专业指导性最低学分框架表

课程模块

课程类型

最低学分要求

通识教育课程

72学分)

思政类

17

外语类

8

程序设计语言

2

通用管理知识概论

1

大学生心理健康

2

创新创业类

3

军事理论

2

体育

4

美育及劳动教育

2

国家安全教育

1

数学与自然科学类课程

25学分)

高等数学

11

工程数学

9

大学物理及物理实验

5

通识教育选修课程

5

学科基础课程

26.5学分)

工程基础类

12.5

专业基础类

14

专业课程

27学分)

专业核心课

11

专业选修课(含创新实践活动)

16

集中性实践教学环节

35.5学分)

工程训练

4

军事训练

2

专业集中性实践

15.5

毕业环节

14

个性化课程

跨专业学科基础课程、专业课程

4

总学分

165


五、 课程设置与学分分布

机器人工程专业课程设置表

课程类别

修读类别

课程号

课程名称

授课学期

周学时

学分

总学时

授课学时

实验学时

上机学时

课程实践学时

其它学时

备注

通识教育课(含数学与自然科学类课程)

必修,共67学分,1218学时

2490013

中国近现代史纲要

1

3

3

48

42



6



2490063

思想道德与法治

2

3

3

48

42



6



2490073

马克思主义基本原理

4

3

3

48

42



6



2490083

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

3

3

3

48

42



6



2490093

习近平新时代中国特色社会主义思想概论

6

3

3

48

42



6



2490113

形势与政策1

1


0.25

4

4






2490123

形势与政策2

2


0.25

4

4






2490133

形势与政策3

3


0.25

4

4






2490143

形势与政策4

4


0.25

4

4






2490153

形势与政策5

5


0.25

4

4






2490163

形势与政策6

6


0.25

4

4






2490173

形势与政策7

7


0.25

4

4






2490183

形势与政策8

8


0.25

4

4






3300023

军事理论

1

2

2

36

24




12


2800013

体育

1

2

1

36

4



32



2800023

体育

2

2

1

36

4



32



2800033

体育

3

2

1

36

4



32



2800043

体育

4

2

1

36

4



32



3470013

美育实践

6


1

32




19

13


2570023

大学生劳动教育理论与实践

6

1

1

32

2



30



2590019

大学生心理健康教育

2

2

2

32

12




20


3690019

大学生职业发展与就业指导

4

2

2

38

12



16

10


0990019

创业基础

3

2

1

16

6




10


1090019

国家安全教育

2

1

1

16

4




12


0990013

通用管理知识概论

3

2

1

16

16






1590116

高等数学AI

1

6

6

96

96






1590046

线性代数

1

3

3

48

48






1590126

高等数学AII

2

5

5

80

80






1590056

概率论与数理统计

4

3

3

48

48






1590066

复变函数与积分变换

3

3

3

48

48






1590263

大学物理C

2

4

4

64

64






1590363

大学物理实验C

2

2

1

32


32





6090019

大学英语I

1

2

2

32

32






6090029

大学英语II

2

2

2

32

32






6090039

大学英语III

3

2

2

32

32






6090049

大学英语IV

4

2

2

32

32






2290029

计算思维与程序设计基础C语言)

2

3

2

40

24


16




选修

通识教育选修部分:共5学分,其中思政选择性必修课模块至少选修2门课(2学分),且须包含“四史”课程至少1门;美育模块至少修读1学分

学科基础课(含工程基

础类课程)

必修,共26.5学分,

448学时

0160019

工程制图 AI

1

3

2

32

32






0160029

工程制图 AII

2

4

2.5

48

32


16




0160119

电路分析与仿真

3

3

2.5

44

36


8




0162453

模拟电子技术

4

4

2

34

30

4




1

0162463

数字电子技术

4

4

2

34

30

4




1

0167263

工程力学B

3

4

4

64

64






0160079

机械原理

3

4

3

48

48






0160069

机械设计

4

4

3

48

48






0160089

自动控制原理

5

4

3

52

44

8





0160139

单片机原理及应用系统设计

5

4

2.5

44

36

8





专业课

必修,共11学分,

184学时

0167023

机器人技术基础

4

3

3

48

48






0167443

机器人驱动与控制技术

6

3

2

32

32






0167303

机器人机械系统设计

5

4

2.5

40

40






0160159

机器人系统集成与应用

7

4

2

32

32





校企

合作

0160219

机器人原理与控制实验

7

2

0.5

16


12

4




0167503

习近平关于科技创新的重要论述

6

2

1

16

16






选修,修满16学分,276学时

创新设计类(组1 注:4

0160449

机械制造技术基础

6

3

2

34

30

4





0167363

机械精度设计

4

2

2

34

30

4





0160279

优化驱动设计方法

5

2

2

34

30


4




0167383

机器人多体动力学基础

7

3

2

34

30

4





编程设计类(组2 注:4

0160349

机器学习与人工智能

3

3

2

36

28


8




0160259

机器人离线编程与仿真

6

3

2

38

26


12




0160229

Python语言程序设计

3

2

2

40

24


16




运动控制类(组3 注:4

0100029

机器人运动规划与控制

5

2

2

36

28


8




0160169

现代控制理论

6

2

2

36

28


8




0167483

机器人智能控制技术

7

2

2

32

32






感知测量类(组4 注:4

0160179

机器人传感器及其应用

5

3

2

34

30

4





0100039

机器人视觉测量与控制

6

3

2

34

30

4





0167143

图像处理与机器视觉

4

3

2

36

28


8




0160099

脑机交互原理与技术

4

2

2

34

30

4





学科前沿类(组5 注:4

0160129

机器人工程学科导论

3

2

1

16

16






0160209

共融机器人导论

7

2

1

16

16






0160269

智能仿生机器人导论

7

2

1

16

16






0160149

软体机器人导论

7

2

1

16

16






0160189

多足特种机器人导论

7

2

1

16

16






0160239

农业机器人导论

7

2

1

16

16






0160249

医疗康复机器人导论

7

2

1

16

16






校企共建类(组6 注:4

0167473

C++程序设计与算法实现

3

2

2

38

26


12



校企

合作

0160289

机器人PLC控制技术

7

2

2

34

30

4




校企

合作

0169763

智能生产计划管理(MES/ERP

6

3

2

34

30

4





专业综合类(组7)注:4

0100019

机器人操作系统基础与应用

6

2

2

36

28

8





0160199

群体智能与协同

7

3

2

34

30

4





0167453

机器人相关展会与学术前沿会议

4


1







2

0180099

学生机器人技术科研创新活动

7


1







3

学术写作类(组8 注:4

0167133

机器人工程专业外语

5

2

2

32

32






0164603

科技论文规范写作

6

4

2

32

32






集中性实践教学环节

必修,共35.5学分

3300020

军训

1


2








2970029

基础工程训练B

2


2








2970059

现代工程训练B

4


2








0189413

机械制图与测绘

3


1.5








0187013

机器人专业认识实习

3


1








0180109

机器人机械结构课程设计

5


2







项目制

0187113

机器人运动控制课程设计

6


2







项目制

0187123

生产实习(机器人)

7


2








0187153

创新设计(机器人)

4


2








0187063

专业设计

7


3








0180119

机器人系统虚拟仿真课程设计

6


2







项目制

0187133

工业机器人工程实训

8


2








0187143

毕业设计

8


12








个性化课程

选修,至少修读

4学分

0169783

智能工厂

7

4

2

34

30

4




跨学科

0169703

大数据与云计算

6

3

2

34

30

4




跨学科

0100059

机械设计创新方法及应用

4

3

2

32






跨学科

0164583

先进制造技术

6

4

2

34

30

4




跨学科

2200029

面向对象的程序设计(Java)

3

4

3

64

32


32



跨学科

2900029

智能制造与数字化工厂实践

6

3

2

48

16

32




跨学科

2160613

物联网技术与应用

7

2

1

16

16





跨学科

2900019

0 1 开启 AI 工程实践

5

3

2

48

16

32




跨学科

毕业要求总学分为165学分,总学时为2274学时

1:《数字电子技术》在《模拟电子技术》部分授课完成后第9周方可开课;

2 学生需参加两次机器人与智能系统相关的展览会或两次学术会议;

3: 学生通过以第一作者或第二作者(指导老师为第一作者)发表中文核心论文或者申请受理国家发明专利获得学分;

4:原则上,学生应从专业选修课8大类中均至少选择1门课进行修读。


六、 课程逻辑关系图

注:1、虚线框为选修课程;2、实践教学环节中深色底纹为项目制课程,个性化选修为跨学科类课程,其余为校企合作课程。


七、 课程体系构成情况

机器人工程专业学分、学时分配比例表

课程类型

学分情况

学时情况

必修

选修

合计

比例

必修

选修

合计

比例

通识教育课

67

5

72

43.6%

1218

80

1298

57.1%

学科基础课

26.5

0

26.5

16.1%

448

0

448

19.7%

专业课

11

16

27

16.4%

184

276

460

20.2%

集中性实践教学环节

35.5

0

35.5

21.5%

/

/

/

/

个性化课程

0

4

4

2.4%

0

68

68

3.0%

合计

140

25

165

100%

1850

424

2274

/

比例

84.8%

15.2%

/

/

81.4%

18.6%

/

/


理论教学

授课

89.88

23.5

118.19

71.6%

1438

376

1891

83.2 %

其他

4.81

0

77

0

实践教学

实验

9.81

1.50

46.81

28.4%

68

28

96

/

上机

44

20

64

课程实践

223

0

223

集中实践

35.5

0

/

/

/

*注:其中数学与自然科学类课程学分为25,占总学分比例为15.2%


机器人工程专业各学期必修课程学分分布情况表

1学期

2学期

3学期

4学期

5学期

6学期

7学期

8学期

21.25

25.75

23.25

25.25

10.25

12.25

7.75

14.25




八、 毕业生未来发展

主分类

次分类

描述

就业

研发类企业

工业机器人与服务机器人的设计制造、技术研发、系统集成等,包括机器人工程应用领域内的机器人整机设计、核心零部件设计、机器人控制系统设计、机器人系统集成与应用及机器人智能算法实现等领域的技术研发工作

制造型企业

机器人自动化生产线或机器人工作站的技术服务与管理等,包括面向汽车、机械、电子、食品、新能源等生产制造型企业从事工业机器人系统的现场调试、运行维护、故障诊断、生产管理、运行维护,机器人的销售与售后服务等技术支持和管理工作

其它

其它相关行业领域灵活就业

深造

国内

攻读机械工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等机器人相关学科的硕士研究生

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攻读机器人科学、机械工程、控制工程、计算机科学、人工智能等机器人相关研究方向的硕士研究生

专业负责人:赵  

校对人:刘  

教学副院长:田  


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