2024级机器人工程本科人才培养方案-广东理工学院智能制造学院

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2024级机器人工程本科人才培养方案

发布日期：2024-08-10 访问次数：来源：作者：大中小 ]

Robot Engineering

（专业代码：080803T）

一、专业简介

机器人工程专业属于自动化类，于2022年获批开始首次招生。机器人工程专业是顺应国家“新工科”建设战略及“中国制造2025”发展规划而设立的前沿交叉学科专业。本专业立足区域经济发展，深度对接粤港澳大湾区机器人产业集群、智能装备及无人系统等高新技术领域。致力于培养掌握机械设计、电子电路、控制理论、计算机感知与人工智能等学科的基础理论与专业知识，具备机器人系统集成、设计开发、协同运维及复杂工程问题解决能力的高素质应用型人才。

本专业坚持“跨学科融合、产学研协同”的人才培养模式。依托校级重点实验室及产教融合基地，与深圳市优必选科技股份有限公司、汇博机器人、遨博智能等行业领军企业建立深度合作关系。通过引入企业级技术标准与真实研发项目，构建了“理论引领—实验验证—项目实训—产业实践”的全链条培养闭环。本专业重点强化学生在工业机器人系统集成、服务机器人自主导航及智能感知等方向的实操技能，确保人才培养规格与行业技术迭代同步。

预计毕业生主要去向包括：机器人核心零部件研发机构、工业机器人系统集成商、无人机及自动驾驶科技企业、以及大型智能制造工厂。就业岗位涵盖机器人工程师、算法工程师、自动化控制工程师及技术管理人员，成为区域智能装备产业的骨干力量。

本专业特色鲜明，以“机电控算”深度融合为核心。紧密结合区域产业升级对“人工智能+机器人”人才的迫切需求，将机器视觉、深度学习、群体智能等前沿技术融入教学体系。通过参加“中国机器人大赛”、“全国大学生机器人大赛（RoboMaster）”等高水平学科竞赛，全面提升学生的创新意识与跨团队协作能力，培养具备全球视野且能扎根产业一线解决实际问题的卓越工程技术人才。

二、培养目标

本专业旨在培养德智体美劳全面发展，具备深厚家国情怀、严谨工匠精神与强烈创新意识，掌握机械、电子、控制及计算机科学等机器人工程领域扎实的基础理论与专业知识，具备卓越的工程实践能力。本专业立足珠三角，面向粤港澳大湾区，服务于智能制造、高端装备制造、人工智能及无人系统等相关产业，培养能够从事机器人及其关键零部件的设计研发、系统集成、协同运维及工程项目管理等工作的高素质应用型工程技术人才。学生毕业后经过五年左右的职业历练，能够成长为所在行业或技术领域的中坚力量。

预期学生在毕业后五年左右能够达成以下目标：

培养目标1：【品德与情怀】具备深厚的人文社会科学素养、强烈的爱国主义情怀与社会责任感，恪守工程职业道德规范，在机器人工程设计与实施中能综合考量法律法规、伦理安全、生态环境及可持续发展等因素，自觉履行工程师的社会责任。

培养目标2：【知识与能力】能够综合运用数学、自然科学及“机、电、控、算”多学科交叉知识，对机器人领域的复杂工程问题进行识别、分析、建模与解决。具备机器人系统集成、算法开发、软硬件协同创新及智能装备运行管理等专业能力，展现出深厚的工程底蕴与技术洞察力。

培养目标3：【协作与视野】具备优秀的沟通表达、团队协作与项目管理能力，能够在跨学科、多领域协同的工程环境下担任核心岗位，作为骨干或负责人协调解决工程难题。具备一定的国际化视野，能够在全球竞争环境下进行技术交流与合作。

培养目标4：【学习与发展】具备敏锐的技术触觉和强烈的终身学习意识，能够持续跟踪机器人前沿技术（如人工智能、智能传感、仿生机器人等）的发展动态。具备出色的适应能力与创新思维，能根据行业变革和社会需求主动实现知识与技能的迭代升级。

三、毕业要求

（一）本专业毕业要求

1.工程知识：能够将数学、自然科学、计算、工程基础以及机器人工程的专业知识用于解决机器人系统集成与智能装备领域的复杂工程问题。

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的复杂工程问题，以获得有效结论。

3.设计/开发解决方案：能够针对复杂机器人工程问题设计解决方案，设计满足特定需求的机器人整机、核心零部件或控制算法，体现创新性，并综合考虑法律、社会及环境等制约因素。

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对机器人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。

5.使用现代工具：能够针对复杂机器人工程问题，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。

6.工程与社会：

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。

8.职业规范：具有人文社会科学素养和社会责任感，能够在机器人工程实践中遵守职业道德、规范和相关法律。

9.个人和团队：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。

10.沟通：能够就复杂机器人工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通，包括撰写报告、设计文稿、陈述发言，并具备跨文化交流能力。

11.项目管理：理解并掌握与机器人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。

12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，能够理解机器人技术的快速迭代对社会的影响，适应新技术变革。

（二）毕业要求对培养目标的支撑

表1：毕业要求对培养目标的支撑表

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

（三）毕业要求指标点分解

表2：毕业要求指标点分解表

毕业要求	指标点
1.工程知识	1.1能够运用线性代数、概率统计、数值分析及自然科学知识，对机器人的运动学、动力学及空间变换等对象进行准确建模与推演。
	1.2能够将机械设计基础、电路与电子技术、控制理论等核心概念，应用于机器人关节驱动、感知电路及控制系统的原理分析。
	1.3能够综合运用机器人动力学与控制、嵌入式系统、计算机视觉及路径规划等专业知识，对工业机器人工作站或移动机器人系统进行建模、分析与程序设计。
	1.4 能够将机、电、控、算多学科知识融会贯通，用于识别机器人项目（如自动化产线升级、无人系统开发）全生命周期中的核心技术瓶颈。
2.问题分析	2.1能够识别粤港澳大湾区典型场景（如物流仓储自动化、精密装配机器人）中复杂工程问题的特征，并对其运动空间、负载能力及实时性约束进行准确建模。
	2.2能够运用控制工程、人工智能算法及机构学核心原理，分析机器人系统中的稳定性、感知误差及人机协作安全性，判断性能限制的根源。
	2.3 能够通过文献研究了解机器人领域前沿技术（如柔性驱动、深度学习感知），综合评价技术可行性与资源利用率，得出兼顾效率与可靠性的有效结论。
3.设计/开发解决方案	3.1能够针对大湾区产业需求（如协作机器人末端执行器、特种巡检机器人），分析特定工况约束，提出具有创新性的构思或优化方案。
	3.2能够完成机器人软硬件系统详细设计，包括机械结构 CAD 设计、控制器选型、传感器融合算法编写及仿真验证，证明技术可行性。
	3.3能够评价机器人方案在人机安全、电磁兼容、全生命周期成本方面的表现，并考量行业技术标准（如机器人安全国际标准）及法律伦理限制。
4.研究	4.1 针对机器人领域特定问题（如多机协同冲突、视觉识别精度优化），通过文献研究设计技术路线清晰、包含软硬件联调的研究方案。
	4.2 能够正确搭建机器人实验平台（如 ROS 仿真环境或实体样机），规范操作激光雷达、IMU、伺服电机等设备，准确采集实验数据。
	4.3 运用统计学或信号处理方法分析机器人运行数据，识别算法漏洞或机械振动规律，得出有效结论并提出工程改进建议。
5.使用现代工具	5.1能够比较并选择机器人常用现代工具（如 SolidWorks、MATLAB、ROS、Gazebo、C++/Python、OpenCV 等），阐述其适用场景。
	5.2能够使用仿真软件构建机器人数字孪生模型，完成工作空间分析、路径规划模拟及控制策略优化，并验证其局限性。
	5.3能够针对特定需求初步开发机器人驱动程序、视觉识别脚本或集成现有中间件，提升系统智能化程度，并能提出优化思路。
6.工程与社会	6.1 理解机器人工程学科与前沿技术（如人工智能、协同控制）在推动制造业转型升级、服务型社会建设中的核心应用、战略地位及发展前景，具备丰富的机器人系统调试与社会实践经历。
6.工程与社会	6.2了解机器人领域的国家标准（如机器人安全要求GB/T系列）、知识产权保护、产业政策（如“机器人+”应用行动）及行业规范。理解不同地域文化、伦理道德对机器人产品设计、人机交互方案及复杂工程问题的影响。
7.环境和可持续发展	7.1深刻理解环境保护、绿色制造及社会可持续发展在机器人全生命周期（设计、制造、运行、回收）中的内涵与意义，认同低碳智能化的发展理念。
7.环境和可持续发展	7.2 能够针对机器人复杂工程问题的实践过程，评价系统能源利用效率、关键零部件的可降解性/回收性、作业环境的安全防范措施，并分析相关工程活动对生态环境和社会发展的潜在影响。
8.职业规范	8.1理解人工智能与机器人技术对人类福祉的意义，在工程实践中体现工匠精神与家国情怀。
	8.2理解机器人领域的伦理争议（如算法公平性、隐私保护），遵守技术规范与知识产权法律，保持严谨求实的学术态度。
	8.3在综合实践中分析方案对公众福祉的潜在影响，履行环境保护与社会安全的工程师责任。
9.个人和团队	9.1明确机器人研发团队中机械工程师、软件工程师、算法工程师的职责，并能主动承担相应任务。
9.个人和团队	9.2 在跨学科团队中有效执行任务，利用版本控制系统（如 Git）协同开发，尊重并整合不同专业意见。
10.沟通	10.1能够撰写图表规范、术语准确的机器人设计文档、用户手册或技术专利说明。
	10.2 能够通过演示文稿清晰陈述机器人系统的技术路径、算法逻辑及实测效果，准确回答同行质疑。
	10.3具备阅读主流机器人学术文献（如 IEEE/IFR）的英文能力，能在跨文化交流中就专业技术问题进行基本沟通。
11.项目管理	11.1理解机器人项目全生命周期管理，识别 BOM（物料清单）成本、研发成本及运维成本的构成。
11.项目管理	11.2参与制定项目里程碑计划，使用甘特图或敏捷开发方法管理软硬件研发进度。
12.终身学习	12.1 认清机器人领域技术更新周期短的特点，通过订阅专业期刊、参与开源社区追踪人形机器人、生成式 AI 等最新动向。
12.终身学习	12.2 能够独立学习新的编程框架或控制算法，评判新技术的适用性，并展现解决新问题的自主能力。

四、学制、学位

（一）学制：标准学制为4年，可在4～7年中完成学业

（二）学位：符合广东理工学院学士学位授予条件的，授予工学学士学位

五、主干学科及核心课程

主干学科：控制科学与工程、机械工程

核心课程8门，分别为：嵌入式系统及应用、机器人学基础、工业机器人、机器人感知系统、PLC控制技术、ROS 机器人操作系统、数字图像处理与机器视觉、机器人建模与仿真

六、主要实践性教学环节

机械设计基础课程设计、工程训练B、PLC控制技术课程设计、企业现场见习、机器人综合应用实训、企业综合实习（含毕业实习）、毕业设计

七、学分要求

需修满175学分

八、各类课程学时、学分比例表

表3：各类课程学时、学分比例表

课程性质	课程类别		学分		占总学分（%）		课内学时数		占课内学时（%）
必修	公共必修	课堂教学	44.19	139	25.25	79.42	768	1776	34.53	79.86
	公共必修	课内实践	13.81		7.89		240		10.79
	基础必修	课堂教学	18.13		10.36		290		13.04
	基础必修	课内实践	5.87		3.35		94		4.23
	专业必修	课堂教学	18.5		10.57		296		13.31
	专业必修	课内实践	5.5		3.14		88		3.96
	集中实践环节	课内实践	33		18.86
选修	公共选修	课堂教学	10	36	5.71	20.58	160	448	7.19	20.14
	公共选修	课内实践
	专业方向选修	课堂教学	10		5.71		160		7.19
	专业方向选修	课内实践	2		1.14		32		1.44
	专业任意选修	课堂教学	4		2.29		64		2.88
	专业任意选修	课内实践	2		1.14		32		1.44
	企业综合实践项目课程选修	课堂教学
	企业综合实践项目课程选修	课内实践	8		4.57
合计		理论教学	104.82	175	59.89	100	1738	2224	78.14	100
合计		实践教学	70.18	175	40.11	100	486	2224	21.86	100

九、毕业标准

修业期满，符合国家和学校相关规定，修读完人才培养方案规定的课程，成绩合格，获得应修学分，并取得规定的课外活动学分。

十、教学计划进程表及教学周数分配表

表4：教学计划进程表

课程性质	课程类别		课程代码	课程名称	学分	课内总学时	课内学时分配		周学时学期分布						考核方式	备注
							课内学时分配		一	二	三	四	五	六
							课堂教学	课内实践	14	16	16	16	16	16
必修	公共必修课		G10051	形势与政策	2	32	32		√	√	√	√			考查
			G10101	思想道德与法治	2.5	40	40		3						考试
			G10111	中国近现代史纲要	2.5	40	40			3					考试
			G10071	马克思主义基本原理	3	48	48				3				考试
			G10121	毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论	2.5	40	40					3			考试
			G10131	习近平新时代中国特色社会主义思想概论	2.5	40	40			3					考试
			G10091	思政课实践教学	2	32		32	√	√		√			考查
			G10013	大学英语（一）	3	48	48		3						考试	高考日语者可修大学日语
			G10023	大学英语（二）	4	64	64			4					考试
			G10033	大学英语（三）	3	48	48				3				考试
			G10375	高等数学A（一）	3	48	48		3						考试
			G10385	高等数学A（二）	4	64	64			4					考试
			G10115	线性代数	2	32	32				2				考试
			见附录	大学体育	4	124	16	108	2	2	2	2			考试	以俱乐部形式开出
			G10070	军事理论	2	36	36		2						考试
			G10024	计算机导论	2	32	16	16		2					考查
			G10285	大学物理（一）	2	32	32			2					考试
			G10195	大学物理实验（一）	1	16		16		1					考查
			G10295	大学物理（二）	2	32	32				2				考试
			G10205	大学物理实验（二）	1	16		16			1				考查
			G10050	大学生学业发展与职业生涯规划	2	32	24	8	2						考查
			G10060	大学生创新创业与就业指导	2	32	24	8				2			考查
			G10030	大学生心理健康教育	2	32	24	8	√	√					考查
			G10151	大学生劳动教育	1	32	4	28	√	√	√	√	√	√	考查
			G10001	国家安全教育	1	16	16		2						考查
	小计				58.0	1008	768	240	17	21	13	7
	基础必修课		J1030B	工程制图及CAD	4	64	40	24	6						考试
			J1043B	C++程序设计	2.5	40	20	20		3					考试
			J1007B	电工电子技术	4	64	52	12			4				考试
			J1096B	算法与数据结构	3	48	28	20			3				考试
			K00039	工程力学	4	64	58	6			4				考试
			Z1010B	机械设计基础	4	64	60	4				4			考试
			K0009B	控制工程基础	2.5	40	32	8				3			考试
	小计				24.0	384	290	94	6	3	11	7
	专业必修课		J1033B	嵌入式系统及应用*	3	48	40	8				3			考试
			Z1016B	机器人学基础*	3	48	40	8				3			考试
			J1092B	工业机器人*	3	48	40	8					3		考试
			Z1035B	机器人感知系统*	3	48	40	8					3		考试
			Z1013B	PLC控制技术*	3	48	40	8					3		考试
			Z1046B	ROS机器人操作系统	3	48	24	24						3	考试
			J1039B	数字图像处理与机器视觉*	3	48	32	16						3	考试
			Z1036B	机器人建模与仿真*	3	48	40	8						3	考试
	小计				24	384	296	88				6	9	9
选修	公共选修课		公共艺术类限选课		2	32	32			√	√	√	√	√	考查	除艺术设计学院外必选
			人文社科类/自然科学类		4	64	64			√	√	√	√	√	考查	跨模块至少选4学分
			其他类	“四史”教育	2	32	32				2				考查	限选
			其他类	其他任选课	2	32	32			√	√	√	√	√	考查
	小计				10	160	160				2
	专业方向选修课	工业机器人方向	Z2001B	Solidworks机械产品设计	3	48	32	16					3		考查
			Z2051B	液压与气压传动	3	48	40	8					3		考查
			Z2116B	智能协作机器人	3	48	40	8						3	考查
			Z2140B	数字孪生技术	3	48	32	16						3	考查
		智能机器人方向	Z2124B	人工智能原理	3	48	48						3		考查
			Z2125B	机器学习与深度学习	3	48	32	16					3		考查
			Z2005B	机器人交互技术	3	48	48							3	考查
			Z2141B	自然语言处理	3	48	40	8						3	考查
	专业方向选修课（至少选12学分）				12	192	160	32					6	6
	专业任选课		Z2068B	Python语言程序设计	2	32	16	16			2				考查
			Z2050B	互换性与技术测量	2	32	28	4			2				考查
			Z2041B	机械工程材料	2	32	24	8			2				考查
			Z2065B	MATLAB基础及应用	2	32	16	16				2			考查
			Z2066B	Linux操作系统	2	32	16	16				2			考查
			Z2147B	智能制造导论	2	32	32					2			考查
			Z2074B	工业控制网络技术	2	32	32							2	考查
			Z2077B	机器人工程专业英语	2	32	32							2	考查
			Z2007B	文献检索	2	32	32							2	考查
	专业任选课（至少选6学分）				6	96	64	32			2	2		2

表 5：集中实践性教学环节安排表

课程性质	课程类别	课程代码	课程名称	学分	周数	开设学期	备注
必修	校内集中实践教学环节	S10030	军事技能	2	2	1
		S00030	创新创业实践	2			课外
		S00031	社会实践	2			课外
		S3024B	工程训练B	2	2	3	近机械类专业
		S3009F	机械设计基础课程设计	2	2	4
		Z1012B	PLC控制技术课程设计	1	1	5
		S3016B	机器人综合应用实训	2	2	6
企业综合实践		企业综合实践项目课程	职业素养及能力提升实践	2	5	7
			项目课程1	2	5	7	要求学生从学校提供的企业综合实践项目课程中选够8个学分
			项目课程2	2	5	7
			项目课程3	2	5	7
		T4108B	企业综合实习	8	8	7-8
		T4109B	毕业设计（论文）	12	12	7-8
合计（学分）				41	49

表6：教学周数分配表

学期	教学周	教学周内集中实践周				机动	复习考试	社会实践	合计	备注
学期	教学周	军训	实验实训	课程设计	企业实践毕业设计（论文）	机动	复习考试	社会实践	合计	备注
一	14	2				1	2	1	18	第一学期进行入学教育第六学期实施学生企业综合实践教学准备第七、八学期组织学生企业综合实践和毕业论文（设计）
二	16					1	2	1	20
三	16		2			1	2	1	20
四	16			2		1	2	1	20
五	16			1		1	2	1	20
六	16		2			2	2		20
七	20				20				20
八	20				20				20
总计	134	2	4	3	40	7	12	5	158

十一、课程体系对毕业要求的支撑

表7：课程体系对毕业要求的支撑关系矩阵

毕业要求课程名称	工程知识				问题分析			设计/开发解决方案			研究			使用现代工具			工程与社会		环境和可持续发展		职业规范			个人和团队		沟通			项目管理		终身学习
毕业要求课程名称	1.1	1.2	1.3	1.4	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	7.1	7.2	8.1	8.2	8.3	9.1	9.2	10.1	10.2	10.3	11.1	11.2	12.1	12.2
形势与政策																			H			M										M
思想道德与法治																		M		H			H
中国近现代史纲要																	L									M					H
马克思主义基本原理																						H					M					H
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论							H													M	L
习近平新时代中国特色社会主义思想概论																					H						M				L
思政课实践教学						H																		M		M
大学英语(一)							M																		M			H			M
大学英语(二)							M																		M			H			M
大学英语(三)							M																		M			H			M
高等数学A（一）			H		H								M	L																		M
高等数学A（二）			H		H								M	L																		M
线性代数		H			H								M	L																		M
大学体育																									H		L				M
军事理论																				M	L			H								L
计算机导论	M														H									L
大学物理（一）	H				M							L				L																M
大学物理实验（一）	L				H							M				M																M
大学物理（二）	H				M							L				L																M
大学物理实验（二）	L				H							M				M																M
大学生学业发展与职业生涯规划																			M				H				M				M
大学生创新创业与就业指导							M						H										L		M		M					L
大学生心理健康教育																									M		H				M
大学生劳动教育																								H		L						M
国家安全教育																		M	L						H
工程制图及CAD	H						H										M
C++程序设计	M								M						H
机械制造基础	H						M				M
电工电子技术	H							H			M			M
算法与数据结构			M							M		H
工程力学			H		H								M	L
机械设计基础			H				M			H			M	L
控制工程基础		M				H			M
嵌入式系统及应用		H				M				H						M								M
机器人学基础		H				M			H				M
工业机器人	H							M			M			H
机器人感知系统					H					H		M				M
PLC控制技术				H				H				M			M
ROS机器人操作系统			H			M		H			M
数字图像处理与机器视觉		H								M			H										M
机器人建模与仿真			H						H				M		M
公共选修课																			L								M		H		M
专业方向选修课				H						M				M						M
专业任选课				M						M			H				M
军事技能																					L			M				H
创新创业实践																					L				M			H
社会实践																					L			M				H
工程训练B																	H					M				M
机械设计基础课程设计							H	M							H											M
PLC控制技术课程设计								H							H				M													M
机器人综合应用实训											H				H							M			M
企业综合实践项目课程																	M				H			M				H			M
企业综合实习						H												H		M		H							M
毕业设计（论文）							H			M						H		M								H				H	M

注：分别用“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程对该毕业要求贡献度的大小。

本人才培养方案在制订过程中得到了深圳市优必选科技股份有限公司的大力协助。

执笔人：高志远审核人：黎志勇、杨斌修订时间：2024年06月25日

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