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机器人工程专业(工学 自动化类 080803T)

信息来源: 发布日期:2024-11-27

机器人工程专业(工学 自动化类 080803T)

专业简介:

机器人工程专业是顺应国家建设需求和社会发展趋势而设立的专业,本专业结合了控制工程、机械工程、电气工程、计算机科学等多个学科领域,主要学习机器人系统的结构、运动学、动力学、传感器和执行器等基本原理和概念,机器人的驱动、运动控制、路径规划、感知与决策等控制方法和技术,以及人机交互与机器人感知技术,旨在培养学生成为机器人领域的专业人才,可应用机器人技术解决实际问题,并为特定行业或任务开发定制的机器人系统。本专业目前共有校内专任教师24人,校外企业导师3人。校内专任教师中,教授2人、副教授13人、讲师9人,其中具有博士研究生学历者11人,有国外进修学习或博士后经历者6人,省级教学名师1人,黑龙江省新世纪优秀人才获得者1人,博士生导师2人,硕士生导师12人。本专业目前有工业机器人基础实验室、智能机器人实验室、工业机器人数字孪生综合实验室、嵌入式人工智能实验室、电气控制与PLC实验室、传感与检测实验室等12个实验室及实习实训平台。

培养目标:

本专业面向国家智能制造发展战略,服务于机器人及相关应用行业的发展需要,培养德智体美劳全面发展,具有“五心四力”大庆精神特质、良好的文化素养、职业道德、社会责任感,具备扎实的机器人领域基础理论和专业知识以及较强工程实践能力,适应机器人领域现代化、智能化的人才需求,能在机器人工程及相关领域从事产品研发、工程设计、系统集成、管理和技术服务等工作的具有创新精神和国际视野的高素质应用型人才。

预期本专业毕业生毕业后5年左右达到以下目标:

培养目标1能综合运用数学、自然科学、工程科学和专业知识,分析解决机器人及相关领域的工程问题,胜任技术开发、系统运行与维护、工程应用等工作;

培养目标2能够应用机器人工程及相关领域的先进工具及前沿技术,从事复杂工程项目的方案制定、研究开发、分析设计、制造实施,具备较好的工程实践能力和创新能力;

培养目标3理解并坚守职业道德规范,坚持公众利益优先,综合考虑法律、环境与可持续性发展等因素的影响,在机器人工程及相关领域的工程实践中承担社会责任;

培养目标4具有健康的身心和良好的人文社会科学素养,具有良好的沟通能力和团队合作能力,能够在机器人工程相关领域发挥管理和技术骨干的作用;

培养目标5具有全球化意识和国际视野,能够积极主动适应环境变化,具备自主和终身学习能力。

毕业要求:

1. 工程知识:具有从事机器人工程所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识,并可灵活、综合应用这些知识。

1.1 掌握数学与自然科学的知识,能将其用于机器人工程问题的建模和求解;

1.2 掌握电子电路、计算机等工程基础知识,能将其用于机器人工程问题的分析与设计;

1.3 理解并掌握机器人工程专业知识,针对机器人专业领域的复杂工程问题选择恰当的数学模型,对模型进行推理和求解。

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具体的复杂机器人工程问题,以获得有效结论。

2.1 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别和判断机器人复杂工程问题的关键环节和参数;

2.2 能够应用数学、自然科学和工程科学基本原理,并通过文献分析研究,认识到解决问题有多种方案可选择;

2.3 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,分析和论证机器人工程领域的复杂工程问题解决途径并试图改进。

3. 设计/开发解决方案:能够针对具体的机器人工程问题,设计解决方案。所设计的方案可满足特定的工程需求,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 应用机器人工程专业知识,设计机器人工程领域复杂工程问题的解决方案;

3.2 开发满足特定需求的机器人单元或系统,并体现创新意识;

3.3 能够在设计和开发环节考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,并评价解决方案的可行性。

4. 研究:能够基于相关科学原理并采用科学方法对具体机器人工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

4.1 能够按照给定的实验方案,选用合理的实验仪器及设备,搭建实验系统,完成既定实验要求;

4.2 掌握实验设计方法,针对复杂工程问题提出的要求,设计实验方案并实施实验;

4.3 能够运用科学原理与方法,分析复杂系统的实验数据,通过信息综合得到合理有效的实验结论,为解决机器人领域的复杂工程问题提供支撑。

5. 使用现代工具:能够针对具体机器人工程问题,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,包括对问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

5.1 能够通过计算机网络等途径查询、检索机器人工程专业文献及资料,并筛选出有用信息;

5.2 开发、选择并熟练使用机器人工程及相关领域的先进技术、现代工程工具和信息技术工具, 对复杂工程问题进行预测与模拟;

5.3 能够理解现代工具对复杂工程问题设计与仿真的优势和局限性。

6. 工程与社会:能够基于相关背景知识进行合理分析,评价具体的工程实践和解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。

6.1 熟悉机器人工程领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规,能够对复杂工程实践和问题解决方案进行合理分析;

6.2 能够识别、分析和评价机器人工程领域新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响;

6.3 具有工程实习和社会实践的经历,理解机器人工程实践应承担的社会发展、人类健康、国家及公民安全、国家法律及地方法规、文化建设等责任。

7. 环境和可持续发展:能够理解和评价具体的机器人工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7.1 熟悉环境保护的相关法律法规,认识社会可持续发展的重要性,理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义;

7.2 能够评价机器人复杂工程实践中的资源利用效率和安全防范措施等,理解其对环境、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,能够在机器人工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

8.1 践行社会主义核心价值观,树立正确的人生观、价值观和世界观,具有健康的体魄和心理及人文社会科学素养和社会责任感;

8.2 理解工程伦理的核心理念,能够在机器人工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,并履行相应责任。

9. 个人和团队: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 能够理解多学科背景下团队成员的角色定位,具有团队合作意识,主动与其他学科的成员合作开展工作;

9.2在多学科交叉的复杂工程背景下,能够主动承担个体、团队成员和负责人的对应角色。

10. 沟通:能够就复杂的机器人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。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 具备良好的表达沟通能力,能够通过口头表达或书面方式与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流;

10.2 能够应用机器人专业知识撰写报告、设计文稿,就复杂工程问题向业界同行及社会公众陈述发言、清晰表达或回应指令;

10.3 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,并能在多学科环境中应用。

11.1 具备工程管理的基本知识,理解并掌握工程管理原理与成本效益评估方法;

11.2 将工程管理原理与经济决策方法应用于多学科环境中的工程设计、运行及管理。

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 能够主动适应复杂工程环境,具备自主学习和终身学习的意识和素质;

12.2 掌握正确的学习方法,了解拓展知识和能力的途径,具有持续学习和适应发展的能力。

主干学科:控制科学与工程 电气工程

核心课程:

1. 电路基础 2. 模拟电子技术基础 3. 数字电子技术基础 4. 自动控制原理

5. 机器人学基础 6. 机器人传感与检测 7. 单片机原理与应用

8. 工业机器人与PLC控制

基本修业年限: 四年

授予学位: 工学学士

毕业要求对培养目标的支撑矩阵

毕业要求

培养目标 1

培养目标 2

培养目标 3

培养目标 4

培养目标 5

毕业要求 1:工程知识





毕业要求 2:问题分析




毕业要求 3:设计/开发解决方案





毕业要求 4:研究





毕业要求 5:使用现代工具





毕业要求 6:工程与社会





毕业要求 7:环境和可持续发展





毕业要求 8:职业规范





毕业要求 9:个人和团队





毕业要求 10:沟通




毕业要求 11:项目管理





毕业要求 12:终身学习





课程对毕业要求的支撑矩阵

毕业要求

课程名称

1.工程知识

2.问题分析

3.设计

4.研究

5.使用现代工具

6.工程与社会

7.环境与可持续发展

8.职业规范

9.个人与团队

10.沟通

11.项目管理

12.终身学习

1.1

1.2

1.3

2.1

2.2

2.3

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4.3

5.1

5.2

5.3

6.1

6.2

6.3

7.1

7.2

8.1

8.2

9.1

9.2

10.1

10.2

10.3

11.1

11.2

12.1

12.2

1思想道德与法治


















H

H


H

M










2中国近现代史纲要





















H

L








M


3习近平新时代中国特色社会主义思想概论





















H



M






M


4马克思主义基本原理


















L



H


H









5毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论


















L




H










6形势与政策


















H

M

M












7军事理论





















H

L










8大学生职业生涯发展与规划





















M









H

H

9大学生就业指导





















H

M



L




L



10大学生心理健康





















H


M


M







11创业基础





















M


M


L




H



12大学生劳动教育理论


















M



H


M









13大庆精神及其时代价值





















H

M


M








14大学英语1-2













M












H

M

H





15人工智能A



H


M









M


















16 Python语言程序设计A


H






L






M


















17体育基础





















H


L

L








18体育选项





















H


L

L








毕业要求

课程名称

1.工程知识

2.问题分析

3.设计

4.研究

5.使用现代工具

6.工程与社会

7.环境与可持续发展

8.职业规范

9.个人与团队

10.沟通

11.项目管理

12.终身学习

1.1

1.2

1.3

2.1

2.2

2.3

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4.3

5.1

5.2

5.3

6.1

6.2

6.3

7.1

7.2

8.1

8.2

9.1

9.2

10.1

10.2

10.3

11.1

11.2

12.1

12.2

19高等数学A

H



M








H




















20线性代数

H



M








H




















21概率论与数理统计

H



M








H




















22大学物理

H



M








M




















23机械设计基础

H



H




























24电路基础


H


M






H






















25模拟电子技术基础


H


M






H






















26数字电子技术基础


H


M






H






















27自动控制原理

H


H



M


























28 机器人工程导论
















H

H



H












29三维机械设计



M

M











H

















30机器人学基础



H

H

M



























31单片机原理与应用


H




M


H
























32机器人传感与检测



M

H



H

























33工业机器人与PLC控制



H





H














M










34石油工程概论













M




H












M



35科技英语













H



L










M






36智能电气设计


H





H





















M




37智能机器人



H




H

M
























毕业要求

课程名称

1.工程知识

2.问题分析

3.设计

4.研究

5.使用现代工具

6.工程与社会

7.环境与可持续发展

8.职业规范

9.个人与团队

10.沟通

11.项目管理

12.终身学习

1.1

1.2

1.3

2.1

2.2

2.3

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4.3

5.1

5.2

5.3

6.1

6.2

6.3

7.1

7.2

8.1

8.2

9.1

9.2

10.1

10.2

10.3

11.1

11.2

12.1

12.2

38嵌入式系统








H


H




M


















39计算机控制技术






M

H


L























40机器人上位机控制


M





H

H
























41机器人视觉及应用







H




M

H




















42 Matlab控制系统仿真







M







H

M

















43 工业组态软件







H

M






M


















44 物联网技术







H

M
























45军事技能训练





















H


L







M


46大学物理实验

M









H

H

M




















47大学生劳动教育实践





















H


L

L








48认识实习
















M

M

H














49常用仪器实训










M

H

H




















50机器人驱动技术技能训练











H

M











H









51机器人课程设计







H

H

M

















H






52智能机器人工程实训







H

H

L























53机器人现场编程与调试实训







H

H






H


















54生产实习
















H

H

H


H


H










55机器人离线编程与工程仿真实训








M



H

H




















56机器人工程设计综合实践实训






H


H















H









57毕业设计







H

H

H



H


H












H






注:H代表教学环节对毕业要求高支撑,M代表教学环节对毕业要求中支撑,L代表教学环节对毕业要求低支撑。

机器人工程专业学分统计表

必修课学分

必修课学分占总学分比例

选修课学分

选修课学分占总学分比例

实践教学学分

实践教学学分占总学分比例

最低毕业学分

146.5

86.94%

22

13.06%

59.875

35.53%

168.5

制订人:陈雷 专业负责人: 刘彦昌 教学院长:董向国 教务处处长:成庆林

机器人工程专业必修课程设置

课程

类别

课程名称

学时

理论

学时

实践

学时

修读学期

1

2

3

4

5

6

7

8

思想道德与法治

48

48

0

3

中国近现代史纲要

48

48

0

3

习近平新时代中国特色社会主义思想概论

48

48

0

3

马克思主义基本原理

48

48

0

3

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

48

48

0

3

形势与政策1

4

4

0

0.25

形势与政策2

4

4

0

0.25

形势与政策3

4

4

0

0.25

形势与政策4

4

4

0

0.25

形势与政策5

4

4

0

0.25

形势与政策6

4

4

0

0.25

形势与政策7

4

4

0

0.25

形势与政策8

4

4

0

0.25

军事理论

36

36

0

2

大学生职业生涯发展与规划

16

16

0

0.5

大学生就业指导

22

12

10

1

大学生心理健康

36

32

4

2

创业基础

32

32

0

2

大学生劳动教育理论

16

16

0

1

大庆精神及其时代价值

32

32

0

2

大学英语1

72

64

8

4

大学英语2

72

64

8

4

计算机

人工智能A

48

40

8

3

Python语言程序设计A

64

40

24

4

体育基础1

36

32

4

1

体育基础2

36

32

4

1

体育选项1

36

32

4

1

体育选项2

36

32

4

1

高等数学A(上)

96

96

0

6

高等数学A(下)

96

96

0

6

线性代数

48

48

0

3

概率论与数理统计

48

48

0

3

大学物理(上)

48

48

0

3

大学物理(下)

48

48

0

3

技术基

机械设计基础

32

32

0

2

电路基础

64

52

12

4

模拟电子技术基础

48

36

12

3

数字电子技术基础

64

48

16

4

自动控制原理

64

64

0

4

必修

机器人工程导论

16

16

0

1

三维机械设计

32

16

16

2

机器人学基础

32

32

0

2

单片机原理与应用

64

40

24

4

机器人传感与检测

48

32

16

3

工业机器人与PLC控制

64

48

16

4

学时小计

1774

1584

190


学分小计

103.5

23.75

24.25

19.25

20.25

14.25

1.25

0.25

0.25

机器人工程专业选修课程设置

课程

类别

最低

学分

课程名称

学时

理论学时

实践学时

建议修读学期

1

2

3

4

5

6

7

8

专业选修

12

石油工程概论

16

16

0

1






科技英语

32

32

0

2





智能电气设计(校企)

32

24

8

2





智能机器人(校企)

32

24

8

2





嵌入式系统(专创)(校企)

32

20

12

2





计算机控制技术

32

28

4

2





机器人上位机控制(校企)

32

16

16

2





机器人视觉及应用(校企)

32

20

12

2





Matlab控制系统仿真

32

16

16

2





工业组态软件

32

16

16

2






物联网技术

32

32

0

2



















合计

12





21

0

0

0

0

5

8

8

0

机器人工程专业通识教育选修课程学分要求

课程类别

备注

最低学分

人文科学类

其中,公共艺术类课程至少选修2学分,“四史”课程至少选修1门(每门1学分)。

8

社会科学类

建议非经济、管理类专业学生至少选修1门经济或管理类课程。

自然科学与工程技术类


信息技术类

建议非计算机类专业学生至少选修1门此类课程。

外语类

包括四级拓展课程等。

体育类


综合素质类课程

其中,国家安全教育类课程至少选修1学分,创新创业类课程至少选修2学分。

注:1.建议学生文理互选,在不同类别的通识选修课中完成修读。所有学生在修业年限内应至少取得8个通识教育选修课程学分。

2.针对大二学年非艺术类专业未通过CET4的学生,学校开设四级拓展课程,要求学生至少修读2学分,即在修业年限内应至少取得10个通识教育选修课程学分。

3.各专业根据需要自行设定本专业通识教育选修课程。

机器人工程专业实践教学环节设置

课程名称

学时

学分

修读学期

军事技能训练

2周

2

1

认识实习(劳动教育实践)

2周

2

2

大学物理实验

48

3

3-4

常用仪器实训

2周

2

4

机器人驱动技术技能训练(校企)

2周

2

5

机器人课程设计

2周

2

6

智能机器人工程实训(校企)

2周

2

6

机器人现场编程与调试实训(校企)

2周

2

6

生产实习(校企)

4周

4

6

机器人离线编程与工程仿真实训(校企)

4周

4

7

机器人工程设计综合实训(校企)

6周

6

7

毕业设计

12周

12

8

学分


43


注:在各专业集中性实践教学环节已有课程中,设置16学时的大学生劳动教育实践模块,具体主要依托的课程由各专业自主安排。

机器人工程专业实践教学体系