【正文】 進(jìn)行數(shù)值模擬已成為與理論分析、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)并列的三大科學(xué)研究手段之一。 本課程介紹傳熱與流動(dòng)問(wèn)題的數(shù)值模擬方法，著重于基本理論、概念和方法。 三、教學(xué)內(nèi)容和要求 1. 有限差分離散方法，差分方程的相容性、收斂性和穩(wěn)定性的概念和分析 —— 掌握各種差分格式的構(gòu)造方法（包括： Taylor 級(jí)數(shù)展開法、積分法、特 419 征線法、控制容積法等），領(lǐng)會(huì) Courant 條件的深刻含義，并學(xué)會(huì)差分算子的運(yùn)用；理解各種范數(shù)的定義以及它們?cè)跀?shù)值計(jì)算理論中的重要作用；根據(jù)差分格式的相容性、收斂性和穩(wěn)定性的定義，理解相容性與截?cái)嗾`差之間、收斂性與離散誤差之間、穩(wěn)定性與舍入誤差之間的本質(zhì)關(guān)系；學(xué)會(huì)針對(duì)線性初值問(wèn)題的 Von Neumann 穩(wěn)定性分析方法（以及利用差分算子變換求過(guò)渡矩陣的方法）以及 Lax 等價(jià)定理；進(jìn)而學(xué)習(xí)并掌握穩(wěn)定性分析的一些其它方法（包括：最大模方法、離散攝動(dòng)方法、能量方法、 Hirt 啟示性方法、矩陣方法等）。 3. 多維問(wèn)題的各種有限差分格式及其代數(shù)方程組的迭代算法 (TDMA) —— 將一維問(wèn)題的差分格式推廣到多維問(wèn)題，并注意到多維隱式 格式的穩(wěn)定性條件變得更加苛刻；考慮到多維問(wèn)題隱式格式導(dǎo)致的代數(shù)方程復(fù)雜化，采用交替方向離散方法或算子分裂方法，使得代數(shù)方程求解轉(zhuǎn)化為多個(gè) TDMA 迭代；學(xué)習(xí)三對(duì)角線性代數(shù)方程組直接解法 (TDMA)的原理及計(jì)算機(jī)編程；深刻理解預(yù)估－校正格式對(duì)于求解變系數(shù)問(wèn)題和非線性問(wèn)題的積極意義。 5. 初邊值問(wèn)題的討論，各類流動(dòng)問(wèn)題邊界條件的處理以及數(shù)值邊界條件的提法 —— 認(rèn)識(shí)初邊值問(wèn)題數(shù)值求解的各種困難；學(xué)會(huì)各類流動(dòng)問(wèn)題的邊界條件提法（包括：固壁邊界、對(duì)稱邊界、充分發(fā)展出口邊界和局部單向化出口邊界等）；深刻理解數(shù)值邊界條件的概念及其必要性和可行性，并掌握各種數(shù)值邊界條件的提法。 7. 數(shù)值計(jì)算中虛假物理現(xiàn)象（數(shù)值耗散和數(shù)值彌散）的認(rèn)識(shí)以及相應(yīng)對(duì)策 —— 深刻理解數(shù)值計(jì)算中數(shù)值耗散和數(shù)值彌散等虛假物理現(xiàn)象及其產(chǎn)生的實(shí)際原因，討論這些現(xiàn)象的存在所帶來(lái)的利益和弊端，以及制造和消除這些現(xiàn)象的各種可能途徑。整個(gè)工作應(yīng)包括的步驟有：數(shù)學(xué)物理模型和數(shù)值計(jì)算模型的確立、計(jì)算網(wǎng)格的劃分、微分方程的離散、邊界條件的給定、代數(shù)方程的求解，計(jì)算機(jī)程序的編程、計(jì)算結(jié)果的分析。 五．對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求 通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，了解并掌握計(jì)算流體力學(xué)的基本理論、方法和技巧，以利于學(xué)生今后在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域從事科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的工作。 《 集成制造系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)論 》， 張潔 ， 上海交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院， 2020（自編）。 30 年來(lái)隨著以信息技術(shù)為突出標(biāo)志的科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步和以全球經(jīng)濟(jì)一體化為代表的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的深刻變革，使全球制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和前所未有的發(fā)展機(jī)遇，需要與之相適應(yīng)的理論武裝及新方法、 新技術(shù)的支持。真正實(shí)現(xiàn)了 CIMS 理論、方法、技術(shù)與工具的“本土化”，并且以豐富的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為 CIMS 概念注入了新的內(nèi)涵，使之成為由中國(guó)創(chuàng)新的“現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（ CIMS－ Contemporary Integrated Manufacturing systems）”的新概念 與新方法。更有利于中國(guó)企業(yè)接受與推廣應(yīng)用 CIMS。這就注定了我國(guó)的工業(yè)化與信息化會(huì)在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的兩個(gè)“輪子”，用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，用適合國(guó)情的方式實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，是我們面對(duì)全球經(jīng)濟(jì)一體化的必然選擇。實(shí)現(xiàn)制造業(yè)信息化是一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的過(guò)程，這需要大量既懂制造又掌握信息技術(shù)的復(fù)合型人才。其中尤以既懂經(jīng)營(yíng)管理，又掌握設(shè)計(jì)、制造的專業(yè)知識(shí)和熟悉信息技術(shù)，還有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)復(fù)合型人才最為缺乏，培養(yǎng)這類復(fù)合型人才已成了當(dāng)務(wù)之急。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) (CIMS)為企業(yè)的信息化建 設(shè)提供了全面的解決方案，實(shí)施“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”的戰(zhàn)略中，引發(fā)對(duì)信息化人才的強(qiáng)勢(shì)需求。在高等院校相關(guān)專業(yè)開設(shè) CIMS 課程，講授 CIMS 理論與實(shí)務(wù)， CIMS 在企業(yè)成功實(shí)施的案例等相關(guān)專題，滿足“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”的戰(zhàn)略中對(duì)復(fù)合型人才需求，希望能為推進(jìn)我國(guó)工業(yè)化與信息化的結(jié)合，推廣制造系統(tǒng)信息集成技術(shù)方面作出貢獻(xiàn)。 三、 教學(xué)內(nèi)容和要求 了解信息時(shí)代制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)、我國(guó)科技部十五“制造業(yè)信息化工程”以及從計(jì)算機(jī)集成制造到現(xiàn)代集成制造技術(shù)發(fā)展，理解 CIMS 與企業(yè)信息化的關(guān)系。 體系結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)建模方法 了解 CIMS 體系結(jié)構(gòu)，掌握 CIMS 的系統(tǒng)建模方 法，主要是：功能視圖建模方法、信息視圖的建模方法、組織視圖的建模方法、資源視圖的建模方法、過(guò)程視圖的建模方法等，了解系統(tǒng)建模工具。熟悉和掌握經(jīng)營(yíng)規(guī)劃，銷售與運(yùn)作規(guī)劃，主生產(chǎn)計(jì)劃，物料需求計(jì)劃，能力需求計(jì)劃的原理和方法。 四．實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）內(nèi)容和基本要求 五．對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求 424 1． 課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)和安排 本課程的目的是要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)、課堂教育、案例分析和軟件演示，能了解掌握 CIMS 的基本原理、基本概念及要素；熟悉和掌握 CIMS 各子系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)；深刻理解企業(yè)實(shí)施 CIMS 意義、實(shí)施過(guò)程及注意問(wèn)題；掌握 CIMS應(yīng)用工程總體設(shè)計(jì)技術(shù)。 六．其他說(shuō)明 本課程是本科學(xué)生的一門選修課，為了滿足“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”的戰(zhàn)略中對(duì)復(fù)合型人才需求而開設(shè)，主要使學(xué)生了解 CIMS 理論和技術(shù)，企業(yè)實(shí)施 CIMS（企業(yè)信息化）總體設(shè)計(jì)技術(shù)， CIMS 在企業(yè)成功實(shí)施的案例等相關(guān)專題，通過(guò)該門課程的學(xué)習(xí)為機(jī)械工程和工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生成為既懂經(jīng)營(yíng)管理，又掌握設(shè)計(jì)、制造的專業(yè)知識(shí)和熟悉信息技術(shù)，還有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)復(fù)合型人才打下良好的基礎(chǔ)。 撰寫人： 院（系）公章： 院 （系）教學(xué)主管簽字（蓋章）： 時(shí) 間： 425 《特種加工》教學(xué)大綱 一、課程基本信息 課程代碼： ME461 課程名稱（中文）：特種加工 課程名稱（英文）： Nontraditional Machining 學(xué)時(shí) /學(xué)分： 36 學(xué)時(shí) /2 學(xué)分 先修課程： 《數(shù)字電路》，《模擬電路》，《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》。由于特種加工主要不是依靠機(jī)械能和切削力進(jìn)行加工，因而可以用軟的工具（甚至不用工具）加工硬的工件，可以用來(lái)加工各種難加工材料，復(fù)雜表面和有某些特殊要求的零件。常規(guī)的機(jī)械切削加工方法已經(jīng)無(wú)法滿足這種加工要求。 各種特種加工方法在生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，近十幾年來(lái)，僅電加工機(jī)床年產(chǎn)量的平均增長(zhǎng)率無(wú)論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外，均大大高于金屬切削機(jī)床的增長(zhǎng)率，生產(chǎn)中已形成一支從事特種加工的技術(shù)隊(duì)伍。 通過(guò)本門課各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，使學(xué)生對(duì)《特種加工》中各種加工方法的基本原理、設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)以及它們的實(shí)際應(yīng)用背景有一個(gè)全面的了解，為在今后的工程設(shè)計(jì)和研究工作中能熟練應(yīng)用特種加工技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。 2． 電火花加工 了解電火花加工機(jī)理、特點(diǎn)、放電間隙特征、加工過(guò)程的控制以及檢測(cè)；掌握電火花成型加工的原理、機(jī)床的組成、工藝方法和實(shí)際應(yīng)用； 3． 電火花線切割 掌握電火花線切割加工的原理、機(jī)床的組成、工藝方法和實(shí)際應(yīng)用。 5． 激光加工 了解激光加工的基本原理；掌握激光加工設(shè)備的組成、 加工工藝和實(shí)際應(yīng)用。了解離子束加工的基本原理掌握離子束加工設(shè)備的組成、加工工藝和實(shí)際應(yīng)用。 8． 其它特種加工 了解其它特種加工的基本原理、設(shè)備組成、加工工藝和實(shí)際應(yīng)用。 10． 特種加工實(shí)驗(yàn) 427 綜合實(shí)驗(yàn)，以教師演示和學(xué)生操作相結(jié)合的方式進(jìn)行，加深學(xué)生對(duì)電火花加工、電火花線切割加工、激光加工以 及其它特種加工方法的了解。 并熟悉和掌握常用特種加工設(shè)備的基本操作功能 。 六．其他說(shuō)明 撰寫人： 院（系）公章： 院（系）教學(xué)主管簽字（蓋章）： 時(shí) 間： 428 《成組技術(shù)》教學(xué)大綱 一、課程基本信息 課程代碼： ME462 課程名稱（中文）：成組技術(shù) 課程名稱（英文）： Group Technology 學(xué)時(shí) /學(xué)分： 27 學(xué)時(shí) /2 學(xué)分 先修課程： 機(jī)械制造、先進(jìn)制造技術(shù)等基礎(chǔ)課程 面向?qū)ο螅?學(xué)院所有專業(yè) 開課院（系）、教研室： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 先進(jìn)制造工藝方向 推薦教學(xué)參考書： 教材：《成組技術(shù)》，蔡建國(guó)主編，上海交通大學(xué)出版社出版社， 2020 年。 《聚類分析》，方開泰，潘恩沛，地質(zhì)出版社， 1982 年。 期刊雜志：《中國(guó)機(jī)械工程》、《機(jī)電一體化》、《制造業(yè)自動(dòng)化》、《 IEEE Engineering Management Review》等。信息時(shí)代個(gè)性化產(chǎn)品將成為市場(chǎng)需求的主流。成組技術(shù)能夠?yàn)槠髽I(yè)提供這種綜合快速響應(yīng)能力，在其基礎(chǔ)上，各種先進(jìn)制造技術(shù)才能更好發(fā)揮作用。它的主要任務(wù)是使學(xué)生了解成組技術(shù)的基本原理、與其他先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)系、零件編碼技術(shù)與分組、成組技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì) /工藝規(guī)程設(shè)計(jì) /機(jī) 429 床單元設(shè)計(jì) /成組夾具等的應(yīng)用。 三、教學(xué)內(nèi)容和要求 （一） 現(xiàn)代制造業(yè)大環(huán)境的發(fā) 展 要點(diǎn)：現(xiàn)代制造業(yè)全球化趨勢(shì)；現(xiàn)代制造工業(yè)生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題；成組技術(shù)的基本原理；成組技術(shù)的發(fā)展、實(shí)施方法與經(jīng)濟(jì)效益分析。 （三）成組技術(shù)中的零件分組 要點(diǎn)：用分類編碼系統(tǒng)劃分工藝相似零件組；用生產(chǎn)流程分析原理劃分工藝相似零件組 。 （六）成組夾具 要點(diǎn)：成組夾具和傳統(tǒng)夾具的比較；成組夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；成組夾具的設(shè)計(jì)方法；成組夾具的經(jīng)濟(jì)效益。 2. 課外教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的安排 安排二次（ 4 學(xué)時(shí)）讓學(xué)生翻譯大成組技術(shù)、大規(guī)模定制生產(chǎn)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)英文資料，然后分組進(jìn)行演講。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生能夠了解數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要地位和發(fā)展方向，掌握數(shù)控技術(shù)中幾何運(yùn)動(dòng)控制和伺服控制的各種基本理論，比較全面的學(xué)習(xí)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)的原理和應(yīng)會(huì)的技術(shù)。 重點(diǎn)：數(shù)控的基本設(shè)想、數(shù)控系統(tǒng)的組成， 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用 。 重點(diǎn)：數(shù)控編程的數(shù)學(xué)處理，多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制的目的和數(shù)學(xué)原理。 重點(diǎn)：脈沖增量插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣法插補(bǔ)原理及實(shí)現(xiàn)；刀具補(bǔ)償?shù)膸缀文Ｐ秃蛯?shí)現(xiàn)方法。基于 PC 的開放式數(shù)控系統(tǒng)原理。 5．?dāng)?shù)控的位置控制與伺服驅(qū)動(dòng) 講述伺服的概念、發(fā)展和運(yùn)動(dòng)控制的廣泛應(yīng)用；掌握電氣伺服系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和常用伺服系統(tǒng)；掌握常用位置檢測(cè)元件和位置伺服控制原理和全數(shù)字式位置控制原理和算法。 四．實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）內(nèi)容和基本要求 五．對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求 通過(guò)課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生掌握數(shù)控技術(shù)、數(shù)控加工 、高精度軌跡運(yùn)動(dòng)控制的基本概念、主要理論和關(guān)鍵技術(shù)。 六．其他說(shuō)明 撰寫人： 院（系）公章： 院（系）教學(xué)主管簽字（蓋章）： 時(shí) 間： 433 《系統(tǒng)集成芯片（ SOC）設(shè)計(jì)入門》教學(xué)大綱 一、課程基本信息 課程代碼： ME464 課程名稱（中文）：系統(tǒng)集成芯片（ SOC）設(shè)計(jì)入門 課程名稱（英文）： Introduction to Design of SOC 學(xué)時(shí) /學(xué)分： 36 學(xué)時(shí) /2 學(xué)分 先修課程： 數(shù)字電路 面向?qū)ο螅?機(jī)械電子、機(jī)械工程及自動(dòng)化 開課院（系）、教研室： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院機(jī)器人研究所 推薦教學(xué)參考書： 教材 ： 《數(shù)字集成系統(tǒng)集成芯片（ SOC）設(shè)計(jì)》，羅勝欽、北京希望電子出版社、 2020 教學(xué)參考書 : 《 VHDL與 FPGA設(shè)計(jì)》，胡振華、中國(guó)鐵道出版社、 2020 《硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)》，侯伯亨 ， 西安電子科技大學(xué)出版社 ，1999。由于集成 電路設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)水平的提高，目前已經(jīng)可以在一個(gè)單片上集成 109個(gè)晶體管，從而有可能將原先由許多 IC 組成的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)單片上，構(gòu)成所謂系統(tǒng)集成芯片 (System On Chip，簡(jiǎn)稱 SOC)。其設(shè)計(jì)思想也有別于 IC， SOC 把系統(tǒng)的處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，在一個(gè)或若干個(gè)單片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。正因如此， 434 當(dāng)今電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已不再是利用各種通用 IC，進(jìn)行 PCB 版級(jí)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，而是轉(zhuǎn)向以 HDPLD 或 ASIC 為物理載體的系統(tǒng)集成芯片的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)集成芯片（ SOC）是微電子芯片向前發(fā)展的必然趨勢(shì)， 90 年代以來(lái)已成為各大半導(dǎo)體廠商競(jìng)相開發(fā)的熱點(diǎn)。在一個(gè)芯片上配置有微處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)字信號(hào)處理器（ DSP）、音像處理電路、通信處理電路等。 換句話說(shuō)，現(xiàn)有的專用標(biāo)準(zhǔn)集成電路（ ASSP）、專用集成電路（ ASIC）、存儲(chǔ)器、邏輯電路、模擬電路、高頻電路、可編程邏輯器件（ PLD）等統(tǒng)統(tǒng)可做在一個(gè)芯片上。同時(shí)，信號(hào)傳輸距離縮小，縮短了延遲時(shí)間，也就提高了速度。例如， 2 一 3 年前的一部便攜電話需要 8 塊左右 LSI，現(xiàn)在一般己只要幾塊就行了。 SOC 的設(shè)計(jì)以 IP 核為基礎(chǔ)，以硬件描述語(yǔ)言為主要設(shè)計(jì)手段，借助于以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的 EDA 工具進(jìn)行