“产品设计与开发”课程教学大纲
英文名称:Product Design and Development
课程编号: CODE4027
学时:32 (理论学时:32 实验学时:0 上机学时:0 课外学时:94 (课外学时不计入总学时)) 
学分:2
适用对象:机械工程及其自动化专业本科生
先修课程:机械工程基础课程和专业课程
使用教材及参考书:
[1] 卡尔·T.犹里齐,斯蒂芬·D,埃平格,杨德林译. 产品设计与开发, 东北财经大学出版社,  2009年05月
[2]  产品设计开发程序与方法,北京理工大学出版社,2008年07月
[3]  http://www.pddnet.com/
一、课程性质和目的
性质:CDIO课程设计
目的:
1. 以新产品开发为目标,运用相关知识和技能解决产品研发中的问题;
2. 初步学会组织研发队伍,训练运用集体智慧和力量共同解决问题;
3. 学会将创新思想、实现技能和经济管理如何运用到产品研发中。
二、课程内容简介
产品设计与开发是企业发展核心。本课程以CDIO的方式,实践产品开发的全过程,模拟未来职场要求,培养学生的创新意识、工程实施能力、团队组织和经济管理意识。教师组织讨论和现场指导,4-5个学生组成一组,小组之间对比竞争,每周每人向大家介绍设计进展,同学相互讨论,进行交流评价。主要内容包括,开发过程和组织;产品计划编制;消费者需要分析;产品规格设计;概念产生;概念选择和概念测试;产品体系结构;产品工业设计;面向制造的设计;原型制造;产品开发经济学;产品管理计划。通过本课程设计使学生全面掌握产品的开发和管理过程,学生通过将市场调查、产品设计、原型制造、批量市场、经济分析等产品开发全过程的训练,将所学知识贯穿应用。课程培养学生的设计、制造与机电控制的综合应用能力,培养学生的团队组织能力,经济与管理意识。
三、教学基本要求
1.掌握产品研发的过程和组织实施方法。
2.能够运用相关知识解决产品研发过程的问题。
四、教学内容及安排
1 产品开发的意义
    介绍课程设计的目的和要求,介绍产品开发流程,讨论分组与分工。
 教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 1 | 2 |   |   |   | √ |   |   |   | 
    
作业题目:各组制定工作计划、任务分工和组织管理方式,准备10分钟PPT汇报。
2 产品开发的市场分析
讲解产品开发的策略和用户需求,讨论各组产品开发计划与组织管理方式。
教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 2 |   |   |   | 2 | √ |   |   |   | 
    
作业题目:制定用户调查报告,撰写市场调研报告。准备10分钟PPT汇报。
3 产品的概念设计与创新
各组结合市场调研情况,汇报讨论新产品的构思和创新性,对新产品的市场定位和功能创新性进行分析。
教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 3 |   |   |   | 4 | √ |   |   |   | 
    
作业题目:根据概念设计思路,设计结构(用CAD软件表达),制定资金使用计划。准备10分钟PPT汇报。
4产品的详细结构设计
    各组汇报详细的设计图,讨论分析设计中的问题,介绍结构设计、控制设计和资金使用计划。
教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 4 |   |   |   | 4 | √ |   |   |   | 
    
作业题目:结构优化设计(使用有限元分析软件,确定结构尺寸),购置外购件,确定设计规划。完成设计书。准备10分钟PPT汇报。 
5 外购件与材料规划
在工程坊实验室,各组介绍外购件和外购材料的情况,讨论如何节约材料或废旧材料的利用。
教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 5 |   | 2 |   |   | √ |   |   |   | 
    
作业题目:根据设计任务,制定工艺规划,落实加工计划。
6 工艺规划与加工
在工程坊实验室,各组介绍加工中的问题,学习使用CAM进行加工,运用RP技术制作零件,应用特种加工工艺进行零件加工。
教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 6 |   | 6 |   |   |   |   |   | √ | 
    
 
7 自动控制规划
在工程坊实验室,各组介绍自动控制与机械的结合关系,讨论如何设计实施控制方案。
教学安排及教学方式
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 7 |   | 4 |   |   |   |   |   | √ | 
    
8 装配规划
   在工程坊实验室,各组介绍装配规划,结合机械、控制、功能需求实施装配计划。完成产品装配。
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 8 |   | 4 |   |   |   |   |   | √ | 
    
9 效能检测与评价
   对产品进行性能评价,提出改进方法。评估实施过程中的组织管理问题和经费使用问题,形成产品的研制报告。
    
        
            |   |  教学环节学时分配 |    课后环节(请打“√”) | 
        
            | 章节数 | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合 大作业 | 其他 | 
        
            | 9 |   | 4 |   |   |   |   |   | √ | 
    
 
五、实践环节
1-6周在教室讨论设计方案,7-16周在工程坊实施产品制作与测试。
六、    课外学时分配
    学生按1:3的课时在课外时间到工程坊制作产品。
七、    考核方式 
考核分三个部分。
1.产品性能评价:与设计目标对比完成情况。
2.项目答辩:每个小组选代表答辩,抽查其他同学。
3.提交研发报告,报告包括以下内容
(1)市场调研报告
(2)创新性分析报告
(3)方案设计报告
(4)经济性分析报告
(5)总体结构图(三维装配图,任一种三维软件设计均可)
(6)关键件工程图(二维工程图-按照GB标准)
(7)关键件制造工艺规程设计
(8)感受与体会
八、    本课程各教学环节对人才培养目标的贡献度见下表 
    
        
            | 知识能力素质要求 | 教学环节 | 课后环节 | 
        
            | 授课 | 实验 | 上机 | 讨论 | 作业 | 自学 | 综合大作业 | 其他 | 
        
            | K1 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | K2 | ○ |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | K3 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | K4 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | A1 |   | ◎ |   | ◎ |   |   |   |   | 
        
            | A2 |   | ◎ |   | ◎ |   |   | ◎ |   | 
        
            | A3 |   | ◎ |   | ◎ |   |   | ◎ |   | 
        
            | A4 |   | ◎ |   | ◎ |   |   | ◎ |   | 
        
            | A5 |   | ○ |   | ○ |   |   | ○ |   | 
        
            | A6 |   | ◎ |   | ◎ |   |   | ◎ |   | 
        
            | A7 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | A8 | ○ | ◎ |   | ◎ |   |   | ◎ |   | 
        
            | C1 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | C2 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | C3 |   |   |   |   |   |   |   |   | 
        
            | C4 |   | ○ |   | ○ |   |   | ○ |   | 
        
            | C5 |   | ○ |   | ○ |   |   | ○ |   | 
        
            | C6 |   | ○ |   | ○ |   |   | ○ |   | 
    
 
注:1、各专业课程贡献度表根据本专业知识、能力、素质培养要求填写。基础课程贡献度根据学校知识、能力、素质培养要求填写。
2、贡献度显著表示为◎,贡献度一般表示为○
                                      大纲制定者:李涤尘                                    
大纲审核者: