智能制造专业群建设方案.docx

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智能制造专业群建设方案

一、专业群建设背景

（一）国际产业发展背景

制造业与经济自古密不可分，是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。

没有强大的制造业，就没有经济发展的坚实根基，更没有国家和民族的强盛。

全球新一轮科技革命和产业变革加紧孕育兴起的同时，智能制造产业在全球范围内快速发展，已成为制造业的重要发展趋势，对产业发展和分工格局带来深刻影响，也推动着新的生产方式、产业形态、商业模式的形成。

智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是将制造技术与数字技术、智能技术、网络技术的集成应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期中的综合系统。

在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制，实现产品需求的动态响应、新产品的迅速开发以及对生产和供应链网络实时优化的制造活动的总称，可分为智能设计、智能生产、智能管理、智能制造服务四个关键环节。

智能制造的核心并不是机器人或者某一样高等级生产设备，其本质是把制造过程中的黑盒子打开，把看不见的东西透明化，真正实现生产设备互联互通，从消费需求到产品创新的数字化智能化。

在全球智能制造业迅猛发展的浪潮中，各国纷纷提出各自的应对策略。

1.德国的工业4.0战略

工业4.0的概念是在2011年德国“HannoverMesse2011”上提出的，它是以智能制造为主导的第四次工业革命。

该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统---信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem）相结合的手段，推动德国的工业制造由自动化向智能化和网络化方向升级。

根据该项目，工业4.0的两大核心主题为智能工厂和智能生产，通过不同层面的智能化变革实现全局的智能化。

工业4.0研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司，菲尼克斯公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，形成并上升为国家级高科技战略计划，德国联邦政府投入已达2亿欧元。

2.美国的工业互联网战略

美国政府在金融危机后，将发展先进制造业上升为国家战略，希望以新的革命性的生产方式重塑制造业。

2009年4月，刚就职不久的美国总统奥巴马发表演讲，提出将重振制造业作为美国经济长远发展的重大战略。

同年12月，美国政府出台《重振美国制造业框架》，详细分析了重振制造业的理论基础及优势，成为美国发展制造业的战略指引。

随后，奥巴马政府从战略布局、发展路径到具体措施，逐步铺展，完成了制造业创新的计划部署。

2011年6月，美国正式启动“先进制造伙伴计划”，旨在加快抢占21世纪先进制造业制高点。

2012年2月，进一步推出“先进制造业国家战略计划”，通过政策刺激，鼓励制造企业回归美国本土。

上述计划包括两条主线，一是调整、提升传统制造业结构及竞争力；二是发展高新技术产业，包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术的发展等。

2012年3月，奥巴马首次提出建设“国家制造业创新网络”，建立最多45个研究中心，加强高等院校和制造企业之间的产学研有机结合。

2013年1月，美国总统执行办公室、国家科学技术委员会和高端制造业国家项目办公室联合发布了《国家制造业创新网络初步设计》，投资10亿美元组建美国制造业创新网络（NNMI），集中力量推动数字化制造、新能源以及新材料应用等先进制造业的创新发展，打造一批具有先进制造业能力的创新集群。

3.中国的互联网+中国制造“2025战略”

中国目前已是世界第二大经济体和制造业大国，但自主创新能力薄弱、先进装备贸易逆差严重、高端装备与智能装备严重依赖进口，严重制约我国制造产业健康发展。

随着世界经济迅速的发展与成长，智能化制造工厂将给所有产业升级带来冲击，也将引领全球制造业发展模式的前进与革新，对于中国制造业的产业升级来说已是必然选择。

智能制造技术是未来先进制造技术发展的必然趋势和制造业发展的必然需求，是抢占产业发展的关键，实现我国从制造大国向强国转变的重要保障。

2015年3月，李克强在全国两会上作《政府工作报告》时首次提出“中国制造2025”的宏大计划。

同年5月，国务院正式发布《中国制造2025》规划纲要，提出了我国制造强国建设的三个十年的“三步走”战略，是第一个十年的行动纲领。

“中国制造2025”应对新一轮科技革命和产业变革，立足我国转变经济发展方式实际需要，围绕创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本等关键环节，以及先进制造、高端装备等重点领域，提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政治举措。

该纲要旨在规划我国在2025年前从制造大国迈入制造强国行列。

（二）国内产业发展现状及人才需求

1.国内产业发展现状

《中国制造2025》提出：

加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造，提高精准制造、敏捷制造能力；统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化；发展基于互联网的个性化定制、众包设计、云制造等新型制造模式，推动形成基于消费需求动态感知的研发、制造和产业组织方式等。

图1《中国制造2025》—智能制造重点发展领域

智能制造装备产业已初步形成七大产业集聚区，其中环渤海地区和长三角地区是装备制造的核心区；以数控机床为核心的智能制造装备产业的研发和生产企业，主要分布在环渤海地区、长三角地区及西北地区。

此外，关键基础零部件及通用部件、智能专用装备产业在豫、鄂、粤等地区也都呈现较快的发展态势。

工业机器人将是未来智能装备发展的一个新热点。

图2中国智能制造装备产业集群地域分布

近年，随着我国劳动力成本日益增大，制造业面临巨大的危机，转型智能制造成为新趋势。

机器人尤其是工业机器人取代人力降低生产成本，获得更高生产效率的方式成为我国重要战略之一。

国家发改委在新闻发布会上表示，中国国家机器人检测与评定中心已经启动，未来国家将进一步支持机器人产业发展。

随着我国对工业机器人的应用不断加大，产业有望获得蓬勃发展。

同时，机器人政策红利不断释放，这对我国工业机器人产业发展有促进作用。

2.制造行业人才需求

工信部等3个政府部门联合印发《制造业人才发展规划指南》，意味着《中国制造2025》规划体系全部发布并全面转入实施阶段，开启制造业强国之路。

在《指南》中，最引人注目的要数其列出的“制造业十大重点领域人才需求预测”。

在这份预测中，新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等10个专业榜上有名。

到2020年，新一代信息技术产业、电力装备、高档数控机床和机器人、新材料将成为人才缺口最大的几个专业，其中新一代信息技术产业人才缺口将会达到750万人。

到2025年，新一代信息技术产业人才缺口将达到950万人，电力装备的人才缺口也将达到909万人。

除了这10个领域，《指南》还指出，要围绕“四基”建设、智能制造、“互联网+制造”等领域，重点培养先进设计、关键制造工艺、材料、数字化建模与仿真、工业控制及自动化、工业云服务和大数据运用等方面的专业技术人才。

先进的信息技术已经与制造业紧密结合在一起，正在酝酿着新的产业变革，逐渐形成新的生产方式、产业形态、商圈模式，塑造新的经济增长点。

智能制造涉及到的学科比较多，专业知识分布零散，涉及了高职不同的专业，这也对培养企业所需的专业人才提出的了更高的挑战。

（1）人才需求数量分析

人力资源和社会保障部《高技能人才队伍建设中长期规划（2010–2020）》中提到：

2020年，技能劳动者需求将分别比2015年增加近3290万人，其中高技能人才需求将增加约990万人。

到2020年，全国技能劳动者总量达到1.4亿人，其中高技能人才达到3900万人，占技能劳动者的比例达到28%左右。

根据教育部官网的2012-2015年统计数据表明，十大重点领域年度人才总缺口最大的就是高档数控机床和机器人，年度最大缺口20万人左右。

根据人才需求数量分析，智能制造业的人才供需状况仍为供不应求。

（2）人才需求质量分析

智能制造所需的专业知识分散在高职不同的专业中，培养适应智能制造生产模式的复合型人才对高职教育提出了新的挑战。

产业转型升级还对不同工作岗位人才岗位能力要求有所变化。

根据《中国制造2025》规划给出的相关政策，规划中明确了技术改造的时间表，2017年将迎来大范围的设备改造，制造类规模生产企业将有一半实现全自动化生产。

技术工人既要有丰富的专业知识，又要具备熟练的动手操作能力和解决复杂问题的创新能力。

随着国家有计划地进行传统制造企业数控化、信息化、智能化、工业机器人、3D打印等智能装备的普及，员工还要具备对企业生产过程的分析能力。

（3）人才培养对策

①适应产业新形态，打造专业特色中国制造面临新产业形态挑战，智能制造专业群应围绕聊城有色金属及深加工、新能源汽车、化工新材料、高端装备制造业、生态造纸、纺织服装、轴承加工、食品加工8大产业集群发展规划，形成特色鲜明的智能制造专业群。

②紧跟行业新技术，升级开发课程成立或加入工业机器人、3D/VR等与智能制造相关的联盟，了解新技术新进展新资讯，紧跟智能制造行业发展，开发特色课程。

③提升国际新视野，建构师资团队打造一支具有国际水准、对接国际行业标准、具备行业影响力的师资队伍，为培养对接国际先进标准的高素质技术技能型人才提供基础。

④借鉴国际化标准，持续改进质量打通学分互认，增加专业选修课比例，形成技术复合，适应智能制造产业机构的调整。

二、建设目标与思路

（一）建设目标

1.总体目标

（1）明晰院校智能制造相关专业发展方向

丰富学校毕业生人才结构，通过梳理智能制造各层次人才培养目标、契合区域经济社会发展的深层次需求，明确院校智能制造相关专业发展路径和人才培养重点，为学校智能制造相关专业的建设和发展形成较清晰的方向。

同时在充分调研、论证的基础上，利用传统产业的机电、数控等专业相对齐全的专业群优势，选择方向为突破口，升级改造，同时遵循专业升级改造的“四相”原则（品牌专业与特色专业建设相结合、传统专业与新兴专业相并存、主干专业与辐射专业相贯穿、学历教育与专业培训相互补），对传统产业的机电、数控等专业进行改造、拓展、重组与升级，完成专业升级开发，更新原有专业内容（更新教学内容、教学设施等），拓展原有专业功能（对原有具有诸多优势的专业进行分化、重组、开发以形成专业群），复合原有专业结构（通过相关专业的有机合并，拓展成全新专业）。

（2）提高院校智能制造领域人才培养质量

构建科学合理的人才培养体系，配置以融合工艺流程的教学内容为核心、以数字化教学资源为载体、以现代信息技术手段为平台的智能制造相关专业课程实施保障，促进教学应用，提高院校人才培养质量。

（3）打造“精、专、强”的专业师资队伍

通过实施系统师资培训计划，打造一支专业技术精、知识储备强、教学能力突出的智能制造相关技术专业师资队伍。

（4）提高学校服务社会的能力

辐射区域内相关院校专业发展，开展面向社会培训及其他活动，满足社会人员技能培训、考工认证和企业技术人员进修培训，提升服务社会能力。

2.具体目标

（1）对接职业院校智能制造专业群专业课程标准

图3智能制造专业群

梳理智能制造相关专业技术，主要包括机电一体化技术专业、电气自动化专业、工业机器人技术专业、数控技术专业、模具设计与制造专业、智能控制技术专业、工业网络技术专业、物联网技术专业、电子信息工程专业、机械设计制造及其自动化专业等10个专业大类。

构建新建专业人才培养方案，如工业机器人技术专业，主要包括调研岗位需求、职业能力调研、典型工作任务分析、教学标准参与编写等。

（2）开发智能制造专业群专业课程

基于一体化项目课程模式，结合典型工作任务，开发理、虚、实一体化课程标准，并开发相配套课件及数字化教学资源。

（3）建设智能制造实训中心

打造智能制造实训中心，以机电一体化技术为核心，将专业群实训中心划分为智能制造公共综合实训中心、智能制造专项实训中心、智能制造公共基础实训中心。

①智能制造公共综合实训中心

②智能制造专项实训中心

③智能制造公共基础实训中心

（4）打造金牌师培平台

联合顶级企业机构、院校和优秀讲师，将线上与线下学习相结合，系统培训来提升教学素养，以同济大学培训基地为依托，在上海XX跨企业培训中心，提供全套的实训设备及学习软件，将智能制造技术专业性与前言的教育教学理念有机结合，全面提升师资能力。

（二）建设思路

为了更好地服务国家地域经济社会发展和《中国制造2025》的需要，智能制造专业群以此为契机，将专业群资源有效整合、优化和完善，围绕创新人才培养机制、完善工学结合课程、优化师资队伍、提升技术技能累积、加快信息技术应用、拓展国际合作与交流、企业与企业共赢、企业与学校共建、建立创新创业体系等九个重点方面建设，打造人才培养质量优异、产教研融合密切、社会服务能力强、特色鲜明的国际先进水平品牌专业群。

智能制造专业群将以机电一体化技术专业为核心，带动电气自动化技术、工业机器人技术、数控加工和模具设计与制造等专业协同发展，共同在人才培养、教学资源共享、社会服务等方面为地方区域经济社会发展做出巨大贡献。

1.人才培养——切准职业定位与创新培养方式

（1）职业定位——七大类核心岗位

通过对智能制造相关企业进行调研，分析确定面向具有智能制造装备与系统集成应用企业、智能制造产业升级企业等七项核心工作岗位的培养目标：

培养掌握必备的机电一体化技术和智能控制技术基础理论，具有机电一体化设备安装与调试、电气自动化系统部署及调试、工业机器人编程操作及系统集成、高端数控操作与维护、模具设计与制造、智能制造系统仿真与设计、智能工厂智能软件使用及部署等七大类核心岗位的高级技能服务应用型人才。

通过细化和整合，梳理出智能制造专业群与职业岗位群（见图4）。

图4智能制造专业群与职业岗位群

（2）培养方式——跨企业培养和顶岗实习

建立独特的校-企-企跨企业培训模式，在学生正式进入制造业顶岗实习之前，先让学生进入教育类制造业企业进行培训和见习。

培训内容包括企业文化、岗位素养和岗位技能，为学生真正进入顶岗实习扬帆领航，从学校的认知到企业的认知，缩短学生心理上和生理上的适应时间。

2.专业建设核心——以机电一体化技术专业为核心协同培养

根据《中国制造2025》、《高等职业教育创新发展行动计划（2015–2018年）》布局，结合区域发展规划和产业转型升级需要，主动适应数字化、网络化和智能化制造人才培养需要，上海XX科技股份有限公司以智能制造产业链为依托，围绕全生命周期智能制造典型生产环节面向的职业岗位群，组建以机电一体化技术专业为核心，涵盖电气自动化技术、工业机器人技术、数控技术和模具设计与制造等专业的智能制造专业群，旨在培养掌握智能制造技术的高素质技术技能人才，协同各制造类职业院校，更好地为区域经济社会发展服务。

3.课程内容——对接岗位，模块教学

通过调研智能制造领域应用人才岗位典型工作任务，分析各岗位需要的能力，转化为教学内容。

教学内容既包括机械类、电气类专业基础知识，也包括PLC高级应用与人机交互、机电一体化虚实系统设计、工业网路视觉检测技术、自动线调试与维护、普通机床调试与维修、机械零部件测绘、电机拖动及维护技术、供配电技术、现代调速技术、组态控制技术与应用、计算机控制技术、传感器应用技术、工业机器人基础编程与操作、工业机器人离线编程与仿真、工业机器人系统集成及维护、服务机器人设计与制作、数控铣削加工、数控机床机械装调与维修、数控机床电气装调与维修、多轴加工、模具设计、模具计算机辅助设计、模具；模具零件数控铣削加工、模具零件特种加工等专业技能。

4.教学模式——“理-虚-实”三位一体

智能制造相关专业的教学内容涉及电工电子、运动学、PLC控制、数控加工、工业网络等多学科知识，且内容抽象。

为保证教学有效顺利开展、提高学习效果，同时保证设备精密度、提高利用率，采用“知识学习+虚拟训练+实操训练”三位一体相互验证的教学模式，并以一体化系统教学法为辅助，全面提升教学质量。

图5虚实结合+理实验证

围绕智能制造专业群教学内容，用一体化系统教学法是从系统出发展开教学，由整体到局部、由系统到元件，再结合学生的认知特点和规律，创造“虚实结合”、能重复利用的安装、调试实验实训机会，呈现或再现、还原教学内容，逐步对系统进行剖析，最终实现由系统、到元件个体、再到系统的学习。

不仅可以使学生更加深刻理解所学的知识，避免知识结构的孤立性，而且有利于将所学知识应用到其他系统中，使得学生在亲历过程中理解并构建智能制造相关专业技能，实现掌握技能、虚实结合和理实验证。

5.专业师资——机器人技术、物联网延伸培养

智能制造的相关技术涉及多方面学科，因此智能制造专业群的师资培养需在机电、电气、数控、模具等专业骨干师资基础上，针对智能制造专业知识及技能进行延伸培训，聘请专家到校内对教师进行全方位培训，或聘请行业企业的能工巧匠和专业技术人员作为兼职教师，或聘请拔尖人才壮大专任教师师资队伍。

以期达到根据行业不同与相应企业合作进行定向培养的目的。

6.课程设计——课程、资源、设备三者统一

以课程构建为核心，依托知名企业智能制造相关设备开发对应教学设备，配套开发数字化资源，保证课程、设备与教学资源三者统一，提高资源匹配度和利用率，有效贯穿并支撑教师的教学实施过程。

三、专业群专业课程建设

（一）专业课程体系梳理

借鉴德国双元制应用技术大学相关专业课程体系，对智能制造专业群现有课程进行改革完善。

以智能制造企业职业岗位能力借鉴需求为宗旨，加强专业群课程体系整合优化，校企合作开发与国际标准对接的智能制造专业群课程体系，将智能制造新技术、新工艺引入课程，围绕智能制造典型环节，构建以核心职业能力培养为主线，“基础通用、模块组合、各具特色”工学结合的专业群专业课程体系（见图6）。

以全生命周期智能制造实践基地典型实训为专业群公共综合课程，开发各专业核心课程。

专业群公共基础课程主要是培养电工电子工具仪表使用、电子产品装调、电气线路装调、机械工具使用、机床使用、计算机应用、液压与气动系统的装调与维护、CAD软件使用等职业基础能力。

专业群专项课程主要培养学生智能装备系统的安装与调试、工业机器人编程操作与维护、自动化成套设备装调与维护、网络系统组建与运行维护、电子产品设计与装调、数控加工与编程、模具设计与制造等职业核心能力。

图6专业群核心课程开发体系

（二）课程资源库开发

基于互联网、云平台和大数据技术，借鉴最新职业教育理念，实现信息技术与教育教学的深度融合。

由关注教师资源建设向关注学生资源建设、由只读学习资源建设向互动学习资源建设、由传统静态资源向微课、慕课为主的视频资源建设、由专题资源建设向学教做一体化资源建设、由资源分布式存储向统一集中云存储等转变，建设共享型专业群教学数字化资源库，服务职业教育快速发展，全面提升教学效率。

智能制造专业群资源库建设紧紧围绕智能制造系统典型生产环节设计、仿真、加工、控制和维护等，积极推进信息技术与教育教学深度融合，开发优质教学资源库、网络课程、模拟仿真等。

智能制造专业群资源库开发分为专业核心课程资源开发和专业基础课程资源库开发。

1.专业核心课程资源库开发

专业名称

课程名称

课程标准

教材

资源

PPT

工作页

题库

机电一体化技术专业

PLC高级应用与人机交互

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机电一体化虚拟系统设计

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工业网络视觉检测技术

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自动线调试与维护

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普通机床调试与维修

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机械零部件测绘

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电气自动化技术专业

电机拖动及维修技术

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供配电技术

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现代调速技术

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组态控制与应用

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计算机控制技术

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传感器应用技术

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工业机器人技术专业

工业机器人现场编程

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可编程控制技术

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工业机器人系统离线编程与仿真

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工业机器人工作站系统集成

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机器人视觉技术及应用

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工业机器人工作站系统运行维护

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数控技术专业

数控车削加工

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数控铣削加工

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组合件加工

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数控机床机械装调与维修

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数控机床电气装调与维修

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多轴加工

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模具设计与制造专业

模具设计

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模具计算机辅助设计

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模具零件铣削加工

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模具零件特种加工

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模具设计

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智能控制技术专业

可编程控制器技术

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工业网络与组态技术

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智能制造控制技术

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工业机器人编程

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智能生产线数字化设计与仿真

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智能制造执行系统

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智能控制系统集成与装调

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工业网络技术专业

电气控制与可编程应用技术

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组态技术及应用

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工业以太网与现场总线技术

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无线网络技术

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智能生产线数字化设计与仿真

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智能制造执行系统

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物联网技术专业

C语言程序设计

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单片机与接口技术

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嵌入式系统原理

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数据库设计

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ARM平台开发

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电子信息工程专业

模拟电路

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单片机原理及应用

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电子线路设计

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传感器原理及应用

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EDA技术及应用

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嵌入式系统开发

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机械设计与制造专业

机械设计基础

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现代机械制造技术

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机械制造工艺与装备

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工程材料与材料成形工艺

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数控加工工艺与编程

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CAD/CAM应用技术

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2.专业基础课程资源库开发

专业