实验简介
实木板材的缺陷识别与优选排样虚拟仿真实验是科研反哺教学的成功案例，来源于近十年国家林业局948项目、江苏省重点研发计划项目、江苏省国际科技合作项目等科研成果，具有自主知识产权的发明专利1件、实用新型专利3件和软件著作权3件。该实验极大地丰富了《自动化综合课程设计》课程内涵，涉及《数字图像处理》、《人工智能》、《最优控制》等多门课程相关知识。实验总体框架设计包括认知模块、木材缺陷定位与分类和优选排样3大环节，需要2个学时，旨在按照虚实结合、以学生为中心的原则，采用激励探究式、任务驱动式、互动式等教学方式，使学生通过参加虚拟仿真实验，了解实木板材的缺陷智能识别与优选加工生产线，掌握对实木板材缺陷智能识别与优选排样的设计能力、创新开发能力及解决复杂工程问题的能力，为培养面向现代农林装备及自动化、具有智能制造理念的复合型创新人才发挥积极作用。
设计原则
本实验项目瞄准培养学生解决复杂工程问题的能力，实验设计兼具深度与广度，充分利用最新的虚拟仿真技术的高仿真特性、交互特性，从对工业机器人、电机、加工设备、实木板材缺陷等基础认知到图像预处理、神经网络和遗传算法优选的高阶仿真，各实验环境的设计与实施都侧重于培养学生的自主探究、学习能力，使其熟悉工业现场环境，提高对板材缺陷识别与优选排样的设计能力、创新开发能力及独立解决问题能力。
坚持“学生为中心、产出导向、持续改进”的原则，通过实验测试等手段提取实物系统参数建立其仿真模型，结合自动化专业理论知识对实验系统进行更为深入的实验研究。实验通过层层递进的4个实验环节，将知识学习与能力培养深入融合，引导学生通过探究式学习将理论知识向教学实践逐步转化，促进理论研究与实践研究的相互融合。利用实验各个环节和步骤的结果，将形成性评价和终结性评价结果有效结合，全面评价学生能力的达成情况，并根据评价结果进一步调整实验项目的教学，进一步促进学生能力达成。
实验要求
（1）专业与年级要求
本课程开设专业为自动化专业本科四年级学生。
（2）基本知识和能力要求
为了提高自动化类学生的综合实践能力和创新设计能力进行实木板材的缺陷识别与优选排样虚拟仿真实验。通过该项综合实验，使学生能够综合运用所有知识，在教师的指导下，完成缺陷识别与优选排样主要环节参数设计，获得较好的木材出材率，进而实现板材拼接最大桌面。学生应具备以下能力和要求： 掌握自动化等方面的基础理论和基本知识，掌握自动化加工工程相关的规定和标准等相关知识。完成《人工智能》、《数字图像处理》、《最优控制》等基础课与专业基础课的学习，且对实木板材的缺陷识别与优选排样的环节和设备类型有基本的了解。应具备一定程度的自主创新设计和独立解决问题的能力。对实木板材的缺陷识别与优选排样有综合认知和一定的工程设计能力。
