近日,教育部高等教育司公布第二批32个“人工智能+高等教育”应用场景典型案例名单,西安交通大学未来技术学院智能制造方向初级项目课程“智能制造系统的人工智能应用及实践”案例成功入选。该课程负责人为机械学院王保建老师,教学团队还包含陈雪峰、权双璐、李卓林、尹昱东、秦立果、孙闯等教师。本次王保建老师牵头申报该案例的成功入选是教育部对我校“人工智能+高等教育”探索的认可,也是未来技术学院校企导师积极探索智能制造方向创新创业人才培养的阶段性成果。
教育部第二批“人工智能+高等教育”应用场景典型案例名单
随着制造业的转型升级和信息技术及人工智能技术(AI)的发展,国家对兼具工程技术能力、数字化能力、智能化技术能力、创新创业能力、国际视野和跨文化沟通能力的未来科技创新领军人才的需求也越来越大,但智能制造类专业依然存在实验实践教学内容与智能制造人才培养目标匹配性不足;现有实践教学方法、教学模式跟不上飞速发展的智能制造行业需求;智能制造系统造价昂贵、操作风险大,无法满足大面积高阶性实验项目的需求等难题。
为了解决这些问题,未来技术学院智能制造方向项目课程团队与吉利汽车等头部企业合作,将人工智能技术在智能制造实践类教学进行了应用,建设了AI赋能下的智能制造实践类课程智能备课、编程指导和考核评价系统。生成式大模型的应用既能够帮助教师根据学生的自身能力与兴趣制定个性化的任务目标,又能减轻学生在多学科交叉难题面前的入门难度。同时对标制造业真实场景,构建了多学科交叉融合的智能制造“数字孪生”教学平台,平台将智能制造系统物理空间和数字空间双向映射,打破时间、空间壁垒,开设多项虚实融合的智能制造类综合性实验,实现了实验教学的数字化升级,有效满足多地协同教学及本硕贯通培养,形成了AI赋能的智能制造实践类教学模式。
AI教学平台自动生成教案
智能制造数字孪生教学平台
以“协作式机器人调试与应用”项目教学为例,学生可以通过移动设备远程登录系统,首先进行机械臂运动规划与仿真模拟、移动地盘路径规划及导航仿真模拟。完成虚拟仿真学习之后,经教师授权许可后,可将参数传递到实体设备,使实体按虚拟模型姿态运动,通过摄像头实时景象进行观察,加深学生沉浸式体验感,确保教学质量。
数字孪生教学模式
未来技术学院智能制造2201班谢凯彦同学这样评价道:“数字孪生车间虚拟平台特别有用,它让我们能够实时分析生产数据并做出调整,完全模拟了实际生产环境。这种体验式学习方法不仅让知识变得生动,还提升了我们的操作技能。”
王保建老师指导学生在项目课程中进行编程
西安交通大学未来技术学院将项目与课程相结合,以贯通衔接的“基础-初级-中级-高级”项目课程体系代替零散的实验课程。项目课程内容聚焦企业未来技术需求,既涵盖专业核心知识,又包括跨学科交叉知识,并融入科学领域最前沿的技术。今后学院将继续瞄准未来十年前沿性、革命性、颠覆性技术发展推动项目课程建设,促进产教深度融合,全面提升人才自主培养质量,培养具有前瞻交叉思维的未来科技创新领军人才,培育发展新质生产力。