机器人工程专业培养方案（2020版）
培养目标
本专业培养富有创新精神、实践能力、团队意识和沟通能力，具有良好的社会责任感和职业道德以及人文、科学、技术素养，掌握现代机器人的机械结构设计与制造、控制系统设计与开发、计算机软硬件设计与编程、系统集成应用与开发等技能，在机器人硬件、软件、算法、系统集成及人工智能等领域从事科学研究、技术开发、工程应用及运维管理等方面工作的高素质综合型工程技术人才。
本专业培养的毕业生，毕业后五年左右应具备以下素质能力：
（1）在职业活动中，展现出良好的人文科学素养、职业道德，能够全面考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，具有社会责任感，能积极服务国家和社会，成为社会主义事业合格建设者和可靠接班人。
（2）能够运用数学、自然科学和机器人工程专业相关知识，解决机器人系统的研究开发、设计制造、运维管理等方面的复杂工程问题，并体现创新意识。
（3）在职业活动中，能够展现出多学科、跨文化背景下的沟通交流能力和团队协作能力，能够在团队中作为骨干或主要负责人发挥组织与管理作用。
（4）能够紧跟时代需求，针对机器人工程、人工智能、智能制造等相关行业的发展趋势，持续学习和改进，实现自我提升。
毕业要求
1. 工程知识：具备扎实的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够综合应用于解决机器人工程及相关领域的复杂工程问题。
1-1掌握数学、物理等自然科学知识，能够用于对复杂机器人工程问题进行数学描述，解释相关的物理现象和规律。
1-2掌握力学、电路、材料等工程基础知识，能针对机器人工程领域的复杂工程问题进行分析和研究。
1-3掌握机械设计制造、电子工程、自动控制、计算机等专业基础知识，能够用于解决机器人工程领域的机械、电气、控制、编程等方面的复杂工程问题。
1-4掌握机器人工程专业知识，能够用于解决机器人系统设计/开发及应用等方面的复杂工程问题。
2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和机器人工程的基本原理，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，掌握对象特性，以获得有效结论。
2-1能够运用所学的数学建模、自然科学、机械设计、电气控制、计算机编程、安装调试、运营管理等数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别复杂工程问题。
2-2能够应用机器人工程的基本原理，对复杂工程问题进行建模、分析与仿真，抓住工程问题的本质和规律。
2-3能够通过文献检索和信息综合，寻求解决复杂工程问题的多种可行方案。
2-4能够分析和评价复杂工程问题的解决方案，并获得有效结论。
3. 设计/开发解决方案：能够针对机器人工程的复杂工程问题，分析影响设计目标和技术方案的各种因素，提出机器人系统解决方案，并能够自主或协同设计和开发机器人硬件、软件，设计满足特定需求的智能算法、系统总成、智能制造工艺流程，并能够在设计过程中体现创新意识，考虑环境、安全、健康、文化、法律以及社会等因素。
3-1掌握机器人系统的一般设计/开发方法和技术，分析影响设计目标和技术方案的各种因素，能够在考虑安全、健康、法律、文化及环境等因素的前提下，提出满足特定需求的机器人系统设计/开发方案。
3-2能够设计满足系统功能、性能要求的机械、电气、液压、气压等执行单元，并能够综合运用智能算法，设计传感检测、PLC控制、计算机控制等自动化功能单元。
3-3能够通过机器人系统单元集成与整合，设计/开发出满足总体要求的智能制造系统，用图纸、实物等形式呈现结果，并在设计/开发全过程中体现创新意识。
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中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、工程基础科学的原理并采用科学方法，对机器人系统中的物理现象、系统特性进行分析和研究，并通过信息综合得到合理有效的结论。
4-2能够基于机器人工程原理并采用科学方法，对机器人系统中的机械、电子等方面的复杂工程问题进行分析、建模、仿真、优化，并通过信息综合得到合理有效的结论。
4-3 能够针对机器人系统设计/开发中的复杂工程问题，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。
5. 使用现代工具：能够针对机器人工程的复杂工程问题，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，综合运用数学分析和机器人仿真等软件工具，对机器人系统的复杂设计问题进行计算、模拟、仿真和验证，提高设计开发效率，并能够理解其局限性。
5-1了解机器人工程专业常用的检测仪器、信息技术工具、工程工具和模拟仿真软件的使用原理和方法，并理解其局限性。
5-2能够使用专业实验仪器、模拟仿真软件、现代工程工具、信息技术工具和智能技术，对机器人工程领域的复杂工程问题进行分析、计算与模拟。
5-3 能够针对机器人系统中的特定复杂工程问题，选择或开发适合的现代工具，进行建模、模拟、仿真、预测和验证，并能够理解其局限性。
6. 工程与社会：了解机器人的行业背景，能够基于机器人工程相关背景知识进行合理分析，具备基本的工程素养和社会责任，能够从社会、健康、安全、法律及文化等方面对机器人工程系统解决方案进行评价，并主动承担相应的社会责任。
6-1熟悉机器人工程领域的技术标准、知识产权和法律法规等，理解机器人技术、人工智能对人类工程活动、社会活动的影响。
6-2能够分析和评价机器人工程领域的工程实践及复杂工程问题解决方案，特别是开发的新材料、新技术和新产品，对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解应承担的责任。
7. 环境和可持续发展：能够理解和评价针对机器人工程领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
7-1了解环境保护和可持续发展方面的政策和法规，理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，树立绿色、环保、可持续发展的基本理念。
7-2能够机器人系统和产品进行全生命周期分析和评价，包括制造、使用和退役回收等阶段，对于环境、社会可持续发展的影响。
8. 职业规范：了解机器人工程领域的职业规范，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理解个人和社会的关系，了解中国国情，树立和践行社会主义核心价值观，具有推动国家发展和社会进步的责任感和使命感，做社会主义事业合格建设者和可靠接班人。
8-2遵守职业道德和规范，履行社会责任，研发的机器人产品不得危害社会，机器人行为不得违法或对人类造成伤害。
9. 个人和团队：具备团队协作精神，在工程项目的研发和实施过程中，针对机器人工程的多学科背景，主动担负责任，承担个体、团队成员及负责人等不同的角色。
9-1具有团队意识和协作精神，能够与团队成员有效沟通，合作共事。
9-2能够主动与多学科团队成员合作，完成团队分配的任务，承担个体、团队成员以及负责人的角色。
10. 沟通：了解机器人工程领域国际发展趋势、研究热点，具备一定的国际视野，能够与业界同行与客户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，具备外语口语和书面表达能力，能就本专业问题，在跨文化背景下进行沟通和交流。
10-1能够在跨文化背景下进行沟通和表达，就机器人工程问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。
10-2能够比较熟练地阅读机器人工程领域的外文文献，具备国际视野，能够在跨文化背景下，与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。
11. 项目管理：了解机器人工程及产品全周期、全流程的成本构成，能够在设计开发机器人系统解决方案的过程中，正确运用工程管理与经济决策方法进行有效的项目管理。
11-1掌握机器人工程及产品全周期、全流程的工程管理和经济决策方法，了解相关工程活动中涉及的管理与经济决策因素。
11-2能够在多学科环境下，将工程管理和经济决策方法应用于机器人系统或产品的设计/开发。
12．终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，面对机器人行业的新技术、新产业、新业态、新模式的挑战，具备持续改进、不断完善、终身学习的思维和行动能力。
12-1能够认识社会和技术发展背景下，自主学习和终身学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识。
12-2能够跟踪机器人行业的新技术、新产业、新业态、新模式，具有自主学习和适应发展的能力。
毕业要求实现矩阵
毕业要求 | 指标点 | 支撑课程 |
1. 工程知识：具备扎实的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够综合应用于解决机器人工程及相关领域的复杂工程问题。 | 1-1掌握数学、物理等自然科学知识，能够用于对复杂机器人工程问题进行数学描述，解释相关的物理现象和规律。 | 高等数学A、线性代数、概率论与数理统计C、大学物理B、复变函数与积分变换 |
1-2掌握力学、电路、材料等工程基础知识，能针对机器人工程领域的复杂工程问题进行分析和研究。 | 工程力学B、工程材料、电工与电子技术B、工程制图B |
1-3掌握机械设计制造、电子工程、自动控制、计算机等专业基础知识，能够用于解决机器人工程领域的机械、电气、控制、编程等方面的复杂工程问题。 | 机械设计基础、自动控制原理、计算机原理与接口技术、C语言程序设计 |
1-4掌握机器人工程专业知识，能够用于解决机器人系统设计/开发及应用等方面的复杂工程问题。 | 机器人工程导论、机器人机构学、传感器原理与检测技术、电气控制与PLC应用、流体传动与控制 |
2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和机器人工程的基本原理，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，掌握对象特性，以获得有效结论。 | 2-1能够运用所学的数学建模、自然科学、机械设计、电气控制、计算机编程、安装调试、运营管理等数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别复杂工程问题。 | 数学建模、机械优化设计、互换性与技术测量、机器人机构学、传感器原理与检测技术、机器视觉与图像处理、Python机器学习 |
2-2能够应用机器人工程的基本原理，对复杂工程问题进行建模、分析与仿真，抓住工程问题的本质和规律。 | 计算机三维CAD建模仿真、电机驱动与运动控制、机器人动力学与控制、电气控制与PLC应用 |
2-3能够通过文献检索和信息综合，寻求解决复杂工程问题的多种可行方案。 | 人机工程学、机器人工程项目管理、工业大数据技术 |
2-4能够分析和评价复杂工程问题的解决方案，并获得有效结论。 | 工程经济学、工业大数据技术 |
3. 设计/开发解决方案：能够针对机器人工程的复杂工程问题，分析影响设计目标和技术方案的各种因素，提出机器人系统解决方案，并能够自主或协同设计和开发机器人硬件、软件，设计满足特定需求的智能算法、系统总成、智能制造工艺流程，并能够在设计过程中体现创新意识，考虑环境、安全、健康、文化、法律以及社会等因素。 | 3-1掌握机器人系统的一般设计/开发方法和技术，分析影响设计目标和技术方案的各种因素，能够在考虑安全、健康、法律、文化及环境等因素的前提下，提出满足特定需求的机器人系统设计/开发方案。 | 机器人工程导论、毕业设计（论文）、机器人自动装配线集成与应用、工业机器人系统设计、物流机器人系统设计、微纳机器人系统设计、仿生机器人系统设计、MES制造执行系统应用 |
3-2能够设计满足系统功能、性能要求的机械、电气、液压、气压等执行单元，并能够综合运用智能算法，设计传感检测、PLC控制、计算机控制等自动化功能单元。 | 电气控制与PLC应用、自动机械设计、Arduino控制器应用、互换性与技术测量、计算机原理与接口技术、流体传动与控制、人工智能导论、电机驱动与运动控制、物联网技术基础 |
3-3能够通过机器人系统单元集成与整合，设计/开发出满足总体要求的智能制造系统，用图纸、实物等形式呈现结果，并在设计/开发全过程中体现创新意识。 | 机器视觉与图像处理综合课设、机器人自动装配线集成与应用综合课设、毕业设计（论文）、工程制图B、机器人与柔性制造系统、工业机器人编程与应用 |
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中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、工程基础科学的原理并采用科学方法，对机器人系统中的物理现象、系统特性进行分析和研究，并通过信息综合得到合理有效的结论。 | 数学建模、物理实验B、自动控制原理（课内实验）、计算机原理与接口技术（课内实验）、工程力学（课内实验）、机械设计基础（课内实验）、机器人感知与交互、电机驱动与运动控制、物联网技术基础 |
4-2能够基于机器人工程原理并采用科学方法，对机器人系统中的机械、电子等方面的复杂工程问题进行分析、建模、仿真、优化，并通过信息综合得到合理有效的结论。 | 机器人机构学、机械基础实验、电子实习B、电工与电子技术B（课内实验）、工程材料（课内实验）、机器人系统建模与仿真、智能工厂规划与建模仿真 |
4-3 能够针对机器人系统设计/开发中的复杂工程问题，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。 | ROS机器人操作系统及应用、流体传动与控制（课内实验）、机电一体化综合实验、MES制造执行系统应用 |
5. 使用现代工具：能够针对机器人工程的复杂工程问题，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，综合运用数学分析和机器人仿真等软件工具，对机器人系统的复杂设计问题进行计算、模拟、仿真和验证，提高设计开发效率，并能够理解其局限性。 | 5-1了解机器人工程专业常用的检测仪器、信息技术工具、工程工具和模拟仿真软件的使用原理和方法，并理解其局限性。 | ROS机器人操作系统及应用、机电一体化综合实验、毕业设计（论文）、机器人感知与交互、机器视觉与图像处理综合课设 |
5-2能够使用专业实验仪器、模拟仿真软件、现代工程工具、信息技术工具和智能技术，对机器人工程领域的复杂工程问题进行分析、计算与模拟。 | 机器人零部件测绘实验、C语言程序设计、电气控制与PLC应用、机器人系统建模与仿真、计算机三维CAD建模仿真、机器人运动规划与控制实验 |
5-3 能够针对机器人系统中的特定复杂工程问题，选择或开发适合的现代工具，进行建模、模拟、仿真、预测和验证，并能够理解其局限性。 | Python机器学习、机械电子课程设计、毕业设计（论文）、工业机器人编程与应用、机器人运动规划与控制实验 |
6. 工程与社会：了解机器人的行业背景，能够基于机器人工程相关背景知识进行合理分析，具备基本的工程素养和社会责任，能够从社会、健康、安全、法律及文化等方面对机器人工程系统解决方案进行评价，并主动承担相应的社会责任。 | 6-1熟悉机器人工程领域的技术标准、知识产权和法律法规等，理解机器人技术、人工智能对人类工程活动、社会活动的影响。 | 互换性与技术测量、工程制图B、思想道德修养与法律基础、人工智能导论 |
6-2能够分析和评价机器人工程领域的工程实践及复杂工程问题解决方案，特别是开发的新材料、新技术和新产品，对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解应承担的责任。 | 工程材料、工程训练B、机械工程导论、生产实习、毕业设计（论文） |
7. 环境和可持续发展：能够理解和评价针对机器人工程领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 | 7-1了解环境保护和可持续发展方面的政策和法规，理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，树立绿色、环保、可持续发展的基本理念。 | 思想道德修养与法律基础、认识实习、工程训练B |
7-2能够机器人系统和产品进行全生命周期分析和评价，包括制造、使用和退役回收等阶段，对于环境、社会可持续发展的影响。 | 生产实习、毕业实习、毕业设计（论文）、机器人与柔性制造系统 |
8. 职业规范：了解机器人工程领域的职业规范，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理解个人和社会的关系，了解中国国情，树立和践行社会主义核心价值观，具有推动国家发展和社会进步的责任感和使命感，做社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 | 马克思主义基本原理、中国近现代史纲要、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、认识实习 |
8-2遵守职业道德和规范，履行社会责任，研发的机器人产品不得危害社会，机器人行为不得违法或对人类造成伤害。 | 生产实习、工程训练B、职业生涯规划及就业指导、形势与政策教育、安全教育 |
9. 个人和团队：具备团队协作精神，在工程项目的研发和实施过程中，针对机器人工程的多学科背景，主动担负责任，承担个体、团队成员及负责人等不同的角色。 | 9-1具有团队意识和协作精神，能够与团队成员有效沟通，合作共事。 | 项目管理与技术经济学、体育、军事理论（含军训）、创新创业基础、电子实习B、机器人创新设计竞赛 |
9-2能够主动与多学科团队成员合作，完成团队分配的任务，承担个体、团队成员以及负责人的角色。 | 现代企业运营模拟实验、机电一体化综合实验、创新创业实践、社会实践（I）、生产计划与控制 |
10. 沟通：了解机器人工程领域国际发展趋势、研究热点，具备一定的国际视野，能够与业界同行与客户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，具备外语口语和书面表达能力，能就本专业问题，在跨文化背景下进行沟通和交流。 | 10-1能够在跨文化背景下进行沟通和表达，就机器人工程问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。 | 生产实习、毕业实习、工程制图B、创新创业基础、创新创业实践、机器人创新设计竞赛 |
10-2能够比较熟练地阅读机器人工程领域的外文文献，具备国际视野，能够在跨文化背景下，与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。 | 大学英语、机器人工程导论、毕业设计（论文）、机器人创新设计竞赛 |
11. 项目管理：了解机器人工程及产品全周期、全流程的成本构成，能够在设计开发机器人系统解决方案的过程中，正确运用工程管理与经济决策方法进行有效的项目管理。 | 11-1掌握机器人工程及产品全周期、全流程的工程管理和经济决策方法，了解相关工程活动中涉及的管理与经济决策因素。 | 工程经济学、生产实习、生产计划与控制、机器人创新设计竞赛 |
11-2能够在多学科环境下，将工程管理和经济决策方法应用于机器人系统或产品的设计/开发。 | 工程经济学、毕业设计（论文）、现代企业运营模拟实验 |
12．终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，面对机器人行业的新技术、新产业、新业态、新模式的挑战，具备持续改进、不断完善、终身学习的思维和行动能力。 | 12-1能够认识社会和技术发展背景下，自主学习和终身学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识 | 认识实习、毕业实习、马克思主义基本原理 |
12-2能够跟踪机器人行业的新技术、新产业、新业态、新模式，具有自主学习和适应发展的能力。 | 职业生涯规划及就业指导、社会实践（I）、毕业设计（论文） |
主干学科：机械工程
修业年限：四年
授予学位：工学学士学位
学分分配表
课 程 教 学 | 课程类别 | 公共基础课 | 通识教育课 | 学科基础课 | 专业基础课 | 专业课 | 合计 | 比例 |
课程性质 | 必修课 | 选修课 | 必修课 | 必修课 | 选修课 | 必修课 | 选修课 |
学分 | 37 | 8 | 51.5 | 9.5 | 7 | 10 | 6 | 129 | 71.7% |
学分比例 | 28.7% | 6.2% | 39.9% | 7.4% | 5.4% | 7.8% | 4.7% | 100% |
实 践 教 学 | 类别 | 课内实践 | 课外实践 | 合 计 | 28.3% |
必修 | 必修 | 选修 |
名称 | 课 程 内 实验教学 | 综 合 教 育 | 独 立 设 置 实 验 课 | 课 程 设 计 | 实 训 与 实 习 | 社 会 实 践 （Ⅰ） | 课 外 学 习 |
学分 | 0 | 3 | 11 | 2 | 27 | 2 | 6 | 51 |
总计 | 180 | 100% |
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