长春工业大学机器人工程专业介绍

2024-03-23

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机器人工程专业（080803T）人才培养方案

The Cultivation Program for Undergraduate of Robot Engineering

一、专业简介

长春工业大学机器人工程专业于2021年9月正式成立并开始招生，是学校建立的首批新工科专业之一。本专业以汽车、轨道客车等先进制造行业中涉及的机器人科学与技术需求为导向，培养具有从事机器人与智能系统设计制造、科技开发、工程应用等方面工作能力的高素质应用研究型工程技术人才。

机器人工程专业依托控制科学与工程学科，融合电气工程、机械工程、计算机科学与技术等多学科专业知识，综合应用自然科学、工程技术、社会科学等相关学科的理论、方法和技术，培养学生解决机器人运动学机理、控制系统设计与优化、智能感知与智能化应用等问题的能力。毕业生具有厚基础、宽口径、重实践、富创新的特点，主要从事离散制造行业和服务行业内的机器人控制系统设计、工作站集成及机器人系统智能化应用相关领域的科学研究、技术开发及项目管理等工作，就业前景十分广阔。

二、培养目标

贯彻落实党的教育方针，培养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，坚持立德树人，顺应国家智能制造发展战略和机器人科技发展趋势，特别面向东北老工业基地汽车制造、轨道交通装备、卫星制造与应用等领域自动化和智能化发展需要，“产、学、研、用”四位一体相结合，培养具备社会主义核心价值观和求实创新精神，具有较扎实的数学与自然科学基础，掌握机器人工程专业领域有关理论知识和专门技术，具备良好的学习能力、解决机器人工程实际问题能力、沟通能力和管理协调能力，具有较好的创新意识、团队合作精神和国际视野，能在机器人工程领域从事机器人控制器设计、工作站和自动化设备集成、编程调试、系统运行与维护等方面应用研究型人才。本专业学生毕业五年左右预期达到以下目标：

培养目标1：具有爱国主义情怀，坚决维护国家利益，履行并承担机器人工程及其相关领域工程技术人员应尽的社会责任，理解并坚守职业道德规范，并能够考虑社会、法律、环境等多种非技术因素。

培养目标2：能够适应现代技术发展，针对机器人工程及其相关领域的复杂工程实际问题，能够融会贯通数学、物理等基本知识和机器人领域专业知识，经分析、判断和综合处理等过程，提出并践行工程解决方案。

培养目标3：能够跟踪机器人工程及相关领域的前沿技术，具备工程创新能力，能够运用现代工具从事本领域相关产品的设计、开发、生产和维护等工作

培养目标4：具有全球化意识和国际视野，能够积极主动适应不断变化的国内外形势和环境，拥有自主的、终生的学习习惯和能力，适时更新和提升专业知识和技能。

培养目标5：具备健康的身心和良好的人文科学素养，拥有团队精神、合作意识、有效的沟通和表达能力及工程项目管理与协调能力。

三、毕业要求与指标点分解

为实现培养目标要求，本专业学生在毕业时应达到相应的毕业要求。毕业生应系统掌握工程基础知识、机器人工程的基本原理和专业知识，以及人文社会科学、数学、自然科学和经济管理知识，须具备机器人系统的设计与开发、工程分析与计算、实验测试和技术表达等方面的能力，并形成良好的社会责任意识、沟通交流及团队合作的精神品质。

本专业学生毕业时须具备下述核心能力：

毕业要求	指标点
1. 工程知识：理解并掌握数学、自然科学、工程基础和机器人工程专业知识，能够将相关知识用于解决机器人工程领域控制系统复杂工程问题。	1.1 掌握数学及自然科学知识，理解重要的数学思想方法和自然科学技术研究方法，并用于实际复杂工程问题的表述中；
	1.2 掌握工程基础知识，理解其基本概念、基本理论和基本方法，并用于描述电子线路与自动控制系统，通过建立合适的数学模型，明确其设定条件和局限性，对其正确性进行求解、验证；
	1.3 理解并掌握机器人工程专业的基础知识，能够运用相关知识分析机器人工程领域复杂工程问题，针对具体对象建立准确的实际工程模型，对其正确性进行求解、验证；
	1.4 理解并掌握机器人工程专业的专业知识，能够综合应用相关知识设计和开发机器人工程领域复杂工程问题的解决方案，并进行分析、比较与综合，给出适当的解决途径和改进措施。
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机器人工程领域复杂工程问题，以获得有效结论。	2.1 能够应用数学及自然科学的基本原理，识别和判断机器人工程问题中各主要环节和关键参数，给出分析结论并验证；
	2.2 能够应用工程科学的基本原理和机器人工程专业的基础知识，对具体的机器人工程问题及其解决方案进行正确表述、分析，并证实方案的合理性；
	2.3 能够通过研究机器人工程相关领域文献，分析机器人工程领域复杂工程问题的各种影响因素，应用机器人工程专业的专业知识分析多种解决方案，并获得有效结论。
	2.4 能够综合运用数学、自然科学、机器人工程科学基本原理，借助文献研究，分析控制及智能感知系统的影响因素，获得有效结论。
3. 设计/开发解决方案：能够设计针对机器人工程领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的机器人系统、部件或工艺流程，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 熟悉机器人工程及相关领域的发展现状，了解机器人工程学科新技术、新工艺、新装备等的发展趋势，并能够根据特定要求确定适当机器人结构、控制系统及智能传感领域实际复杂工程问题设计目标、指标特征；
	3.2 掌握机器人工程领域产品设计和开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，形成方案，能够将各设计单元（部件或子系统）进行组合协调，组成满足特定需求的系统单元或流程，并对设计方案和目标进一步优化和改进；
	3.3 能够综合利用机器人工程专业知识，根据设计目标和制约条件，通过建模进行参数设计与计算，并在方案和系统设计环节中进一步进行合理优化，体现创新意识；
	3.4 能够在设计和开发解决方案过程中，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，并进行解决方案可行性分析。
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 能够根据机器人工程复杂系统的特性，选择或设计合适的设备和方案，熟悉机器人工程相关的各类电路、电子技术的基本测试原理和分析方法，以及常规实验设备的操作使用方法，掌握常用电子电路、传感系统、自动控制系统的工作原理，设计方法，性能分析方法；
	4.2 能够针对某一设计过程、自动装置或系统的工程问题，综合利用信号、检测、控制及仿真等相关工程理论、科学原理和现代工具，设计合理实验方案和实验步骤，对机器人工程复杂系统或者过程进行仿真、验证；
	4.3 具有实验实施能力，能够针对机器人工程领域复杂工程问题，提取拟解决关键科学问题，分析影响主要环节的关键因素，确定实验手段所需的材料、器件及系统，搭建实验环境，实现实验数据的正确采集；
	4.4 能够正确处理实验数据，运用工程理论和科学方法对实验数据进行整理、分析和解释，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，对复杂工程问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。	5.1 能够跟踪机器人工程领域的前沿技术，综合运用计算机网络、图书馆检索等工具查询了解控制学科相关的生产、设计、研究与开发等复杂工程问题的需求和发展现状，在工程实践中初步掌握并使用现代工程技术、方法和工具；
	5.2 能够针对自动控制系统与过程的复杂工程问题，选择并有效使用恰当的工程工具，特别是计算机辅助设计与仿真工具，进行复杂工程问题的建模、分析和设计，得到有效的解决途径；
	5.3 能够利用现代工具对复杂工程问题进行预测与模拟，对结论综合分析和修正，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：能够基于机器人工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和机器人工程领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。	6.1 具有社会责任感，具有健康、国际安全与法律意识，能够依据工程相关背景知识，分析控制领域机器人专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响；
	6.2 具有工程实习和社会实践经历，熟悉自动化行业相关的技术标准、产业规范、知识产权和相关法律法规；
	6.3 能够利用工程相关知识，客观评价机器人工程专业实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
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 能够理解环境保护和社会可持续发展的意义，了解机器人工程专业相关的职业和行业的生产设计、研究与开发、新技术应用、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规，维护国家利益，遵守工程职业道德和规范；
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。	7.2 能够站在环境保护和可持续发展的角度思考机器人工程专业工程实践的可持续性，正确认识和评价产品周期中可能对人类和环境造成的损耗和隐患，特别针对机器人工程领域复杂工程问题的工程实践对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 具有坚定正确的政治方向，良好的思想品德，科学的世界观、人生观和价值观，理解个人在历史以及社会、自然环境中的地位；
	8.2 了解社会主义核心价值观，了解国情，相关法律法规及个人的社会责任，具备社会责任感和良好的人文素养，以及对国家的高度使命感，同时具有良好的身体素质和心理素质；
	8.3 了解基本职业道德的含义和影响，了解机器人工程的职业性质和责任，在机器人工程实践中自觉遵守职业道德，遵守工程规范，并能承担相应责任。
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 在多学科背景下作为个体、团队成员，能够在团队中承担个体、团队成员的责任，依照分工承担相应的任务，并积极与他人合作；
	9.2 能够积极与团队中其他成员沟通和交流，促进合作研究，善于听取其他团队成员的意见和建议，体现团队意识和团结互助精神；
	9.3 作为负责人，能够组织、协调团队的工作，综合团队成员的意见，并进行合理决策。
10. 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。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 具有一定的语言表达和沟通能力，能够就专业问题以口头、文稿、图表等方式采用专业术语准确表达自觉的观点，并听取反馈和建议，做出合理反应。能够就机器人工程领域问题与业界同行及社会公众交流，准确表达自己的观点并回应指令，理解与业界同行和社会公众交流的差异性；
	10.2 具有一定的国际视野，了解机器人工程领域的国际前沿、热点和发展现状、发展趋势，理解和尊重不能文化的差异和多样性；
	10.3 至少掌握一门外语及基本的专业词汇，能够有效地进行听、说、读、写、译等活动，在跨文化背景下，利用外语与业界同行就复杂工程问题进行口头沟通和书面交流。
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 理解并掌握控制学科相关工程蕴含的工程管理与经济决策的一般知识和方法；
	11.2 了解机器人工程复杂工程环境下项目的时间与成本管理、质量与风险管理、人力资源管理以及安全管理，并应用于工程实际；
	11.3 针对多学科交叉环境下（包括模拟环境）工程项目的实施，能够综合运用工程管理原理与经济决策方法，在设计开发方案的过程中运用管理和经济决策的能力。
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 能够正确认识不断探索和学习的重要性与必要性，具有自主学习和终身学习的意识；
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。	12.2 具备终身学习的知识基础，针对个人或职业发展的需求，了解拓展知识和能力的途径，掌握合适的自主学习方法，适应个人、职业、技术和社会发展的需要。

四、毕业要求对培养目标的支撑

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	培养目标 5
1. 工程知识		√	√
2. 问题分析		√	√
3. 设计/开发解决方案	√	√	√
4. 研究		√	√
5. 使用现代工具		√	√
6. 工程与社会	√		√
7. 环境和可持续发展	√			√
8. 职业规范	√				√
9. 个人和团队				√	√
10. 沟通				√	√
11. 项目管理				√	√
12. 终身学习	√			√	√