一、专业简介
机器人工程专业是教育部“互联网+中国制造 2025”产教融合促进计划的特色专业,是河北省教育厅认定的深度校企合作办学专业。近年来,专业建设围绕先进装备制造产业及工业自动化技术,以石家庄和京津冀区域经济社会发展为牵引,通过产教融合、校企共建河北省智能制造产业学院和石家庄市农业机器人产业技术创新战略联盟等平台,培养智能制造领域应用技术人才,服务区域高端智能制造业发展。
本专业面向机器人科技发展趋势,适应国家发展战略,以产业需求为导向,以机器人应用与开发为主线,面向各类机器人系统的工程设计、开发及应用,引入工场化教学体系,旨在培养满足智能制造行业发展需要,具备可持续发展潜力的工程技术应用型人才。学生通过系统化的理论学习和学科素养实践,初步具备面向以工业机器人和移动机器人为主导的机器人设计系统、智能制造生产线、工业自动化系统开发与集成设计的工程实践能力。
二、培养目标
本专业以为党育人、为国育才,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人为根本任务,学生将系统学习机器人工程的基本理论和基本知识,同时融入人工智能领域的先进知识,通过接受工程设计、开发及应用的基本训练,培养学生良好的科学素养和思维方法,并初步具备从事本专业的工程实践能力。此外,注重培养学生的开阔视野和团队合作能力,使他们能够在智能制造类企业以及机器人集成应用公司中,胜任机器人工作站的设计与改造,机器人自动化生产线的设计、应用和运行管理等技术或管理岗位工作。
本专业学生毕业后5年内,预期达到以下目标:
目标1.知识运用能力:能够将自然科学、工程基础和专业知识,以及人工智能领域的先进知识,综合运用于解决以工业机器人为主导的智能制造生产线系统工程中所涉及的复杂应用系统工程问题。
目标2.工程实践能力:具备在智能制造生产线系统工程中实施解决方案的能力,包括设计实验、执行实验、分析数据和解释结果。能够评估工程实践对环境、社会、健康、法律等方面的影响,并采取相应的措施。
目标3.团队交流能力:具有团队意识,能够在多学科团队中承担负责人或成员角色,能与他人进行有效沟通、交流与合作。
目标4.研究开发能力:掌握基本的科研方法和工程思维,能够对智能制造生产线系统工程中的问题进行科学研究,能够利用编程语言和相关技术工具开发系统中的应用程序,以解决实际工程问题。
目标5.公民素养能力:具有良好的科学人文素养、社会责任感、职业道德和公民意识。
目标6.自主学习能力:勇于创新和实践,不断积累和总结工作经验,提高服务社会的能力。
三、毕业要求
根据机器人工程专业培养目标,本专业毕业生需满足专业认证标准中的11点要求,详细要求如下:
毕业要求1: 工程知识
掌握本专业所需的数学、自然科学、计算、工程基础和专业知识,并能够综合应用这些知识解决机器人工程及相关领域的复杂工程问题。
1.1 能够将数学、自然科学和工程基础知识,用于工程问题的表述。
1.2 能够针对工程问题,建立数学模型并求解。
1.3 能够将机器人工程领域基础知识、专业知识和数学模型方法用于推演、分析机器人系统的性能。
毕业要求2:问题分析
能够应用数学、自然科学和工程科学的第一性原理,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,综合考虑可持续发展的要求,以获得有效结论。
2.1 能够运用第一性原理,识别和判断机器人工程领域复杂工程问题的关键环节。
2.2 能够提出解决问题的多种方案,并通过科学方法寻求和表达最优的解决方案。
2.3 能够运用工程科学原理,借助文献研究,综合考虑可持续发展的要求,分析机器人工程领域的复杂工程问题。
毕业要求3:设计/开发解决方案
能够针对机器人工程领域的复杂工程问题开发和设计解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,体现创新性,并从健康与安全、全生命周期成本与净零碳要求、法律与伦理、社会与文化等角度考虑可行性。
3.1 掌握机器人系统工程设计全周期的基本设计方法和技术,了解影响设计目标和技术方案的各因素。
3.2 能够进行工业机器人系统或特定需求设计,并在设计环节中体现创新意识。
3.3 在机器人系统设计中能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。
毕业要求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、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 掌握自然科学实验的基本原理和方法,具备基本的实验技能。
4.2 能够根据工业机器人系统特征,选择研究路线,设计实验方案,安全地开展实验,正确地采集和整理实验数据。
4.3 能够对机器人工程领域复杂工程问题提出解决方案,能对实验数据进行采集、处理和分析,并通过信息综合得到合理有效的结论。
毕业要求5:使用现代工具
能够针对机器人工程领域复杂工程问题,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,包括对机器人工程领域复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。
5.1 具备开发、选择及使用制图软件、设计软件等现代工程工具,对机器人工程领域复杂工程问题进行恰当的表达、建模、仿真和优化的能力。
5.2 能够选择与使用恰当的现代工具,对机器人工程领域复杂工程问题进行分析与计算。
5.3 具有针对机器人工程领域复杂工程问题进行信息搜集、文献检索,并对相应信息进行分析、研究以获得对机器人工程领域复杂工程问题进行预测、模拟与优化的能力。
毕业要求6:工程与可持续发展
在解决机器人工程领域复杂工程问题时,能够基于工程相关背景知识,分析和评价工程实践对健康、安全、环境、法律以及经济和社会可持续发展的影响,并理解应承担的责任。
6.1 熟悉与机器人系统相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规。
6.2 针对机器人工程领域复杂工程问题,能正确评价工程实践对于环境和社会可持续发展的影响,并理解应承担的责任。
毕业要求7:伦理和职业规范
有工程报国、工程为民的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和应用工程伦理,在工程实践中遵守工程职业道德、规范和相关法律,履行责任。
7.1 树立正确的世界观和人生观,具有人文知识、思辨能力、科学精神和工程报国、工程为民意识。
7.2 能够理解和应用工程伦理,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行职责。
毕业要求8:个人与团队
能够在多样化、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。
8.1 能够在多学科背景下的团队中承担个体成员的角色和能力。
8.2 具备多学科背景下的团队合作能力。
毕业要求9:沟通
能够就机器人工程领域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;能够在跨文化背景下进行沟通和交流,理解、尊重语言和文化差异。
9.1 具备就机器人工程领域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,准确有效的陈述发言、清晰表达或回应指令的能力,以及具备撰写报告和设计文稿的能力。
9.2 具备一般的外文科技文献阅读理解能力和外文写作能力,对机器人工程领域国际前沿有基本了解,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
毕业要求10:项目管理
理解并掌握工程项目相关的管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。
10.1 具有工程管理与技术经济基本知识,能够进行机器人工程项目的成本分析。
10.2 具有项目管理能力,能够在跨学科背景下的机器人工程项目设计开发过程中,运用工程管理原理与经济决策方法。
毕业要求11:终身学习
具有自主学习和终身学习的意识,能够理解广泛的技术变革对工程和社会的影响,适应新技术变革,具有批判性思维能力。
11.1 能够理解社会及技术进步与发展对知识和能力的新要求,从而认识到自主学习和终身学习的必要性。
11.2 能够理解广泛的技术变革对工程和社会的影响,适应新技术变革,具有批判性思维能力。
四、学制、毕业学分及授予学位
本专业基本学制为4年,学生可根据自身情况在3至6年内完成学业。本专业毕业最低学分为163.5学分,其中,通识教育课程51.5学分;专业教育课程79学分(专业基础和专业核心课程69学分,专业选修课程10学分);实践教育课程33学分(独立设课实验1学分,集中实践32学分)。
授予学位:符合学位授予条件可授予工学学士学位。
五、“毕业要求-培养目标”对应矩阵
培养目标 毕业要求 |
知识运用 |
工程实践 |
团队交流 |
研究开发 |
公民素养 |
自主学习 |
1.工程知识 |
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2.问题分析 |
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3.设计/开发解决方案 |
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4.研究 |
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5.使用现代工具 |
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6.工程与可持续发展 |
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7.伦理和职业规范 |
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8.个人与团队 |
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9.沟通 |
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10.项目管理 |
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11.终身学习 |
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(备注:在对应栏内用“●”表示)