產教深度融合背景下智能工廠集成中心建設研究

施皓 王云良

摘 要：智能工廠集成中心是聚焦智能制造的公共實訓平臺。秉承校企“資源共享，集約發展”的建設理念，建設智能工廠集成中心，創新“聯合共建、統籌管理、內外開放、充分共享”的實訓基地建設與管理模式，對持續深化區域智能制造戰略布局、推進機械制造企業建設數字車間和智能工廠、實現可持續發展等方面具有一定的參考和借鑒意義。

關鍵詞：產教融合；智能工廠；智能制造；集成中心

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.36.097

《中國制造2025》是我國全面推進實施制造強國的重大戰略。通過推進傳統制造業轉型升級，實現生產過程信息化、網絡化和智能化，建設數字車間和智能工廠，從而快速提升我國的先進制造力，突破目前制造業的發展瓶頸，迎接國際上日趨嚴峻新一輪工業革命的挑戰。圍繞制造大國走向制造強國的戰略目標，滿足制造產業轉型升級的需要，立足區域支柱產業，以提高制造水平為重點，繼續深化產教融合，建設智能工廠集成中心，服務區域智能制造發展，樹立職業教育實訓基地建設的典范，引領區域職業教育的改革與發展，促進現代職教體系的建設，促進區域制造產業體系的建設。

1 內涵

智能制造是將制造技術與數字技術、智能技術和網絡技術的集成應用于設計、生產、管理和服務的全生命周期，在制造過程中進行感知、分析、推理、決策與控制，實現產品需求的動態響應，新產品的迅速開發以及對生產和供應鏈網絡實時優化的制造活動的總稱，包括智能設計、智能生產、智能管理和智能服務等環節。

智能工廠集成中心以資源整合、共享為基礎，以加強高等職業院校基礎能力建設為先導，以“校企合作、工學結合”人才培養模式改革為主線，以建設智能制造實訓平臺為重點，推動高等職業教育的改革與發展，提高高職院校人才培養質量，促進現代職教體系的建設。在此基礎上，圍繞智能制造技術應用領域，服務區域及周邊地區制造業產業體系轉型升級和發展。

2 項目概述

智能工廠集成中心由政府、高職院校和企業共同開發建設，主要結合企業的機械制造技術基礎和智能化發展需求，在全三維工程化應用的基礎上開展車間異構設備智能感知和智能制造執行系統為核心的裝備智能制造應用，實現企業的倉儲和物流智能化、加工智能化、裝配智能化及檢測智能化等，幫助企業從多品種、小批量生產模式向大規模定制化生產模式轉型，提高產品的市場快速響應能力、生產制造能力。

智能工廠集成中心建設從以往的注重生產性實訓基地建設向注重服務產業鏈的綜合服務平臺建設轉變。形成承擔學校教學實訓、面向企業的生產科研服務及培訓、新的技術工藝生產管理模式示范推廣的綜合性產業服務平臺。

3 功能定位

圍繞智能工廠集成中心的高端技能型專門人才培養和職業院校教師“雙師”素質提升的“實踐教學中心”、先進制造技術的“研發中心”以及區域制造類中小企業的“技術服務中心”的產教融合功能定位，開展項目規劃設計和可行性分析。結合合作企業的生產需求，開發產品零部件智能加工裝配流水線和電裝設備智能裝配檢測流水線，并研究與之緊密關聯的教學實訓、科技服務、創新創業和社會培訓功能模塊的整體實施方案。

（1）在智能工廠集成中心建設基礎上，開發中心的教學、實訓和生產功能，打造高技能人才培養、產教融合的創新示范載體；開發中心的智能制造技術研發和應用功能，建設面向生產的科研服務平臺；開發中心的項目孵化和社會服務功能，建設面向社會的創新創業服務和培訓平臺。

（2）探索混合所有制智能工廠集成中心建設模式，形成利益相關方共建、共管、共用機制。優化智能工廠集成中心“聯合共建、統籌管理、內外開放、充分共享”管理模式，更好地發揮中心在教學、生產和科研等方面的平臺和輻射作用，形成完善的智能工廠集成中心建設與運行機制，保障中心的高效、有序運行。

（3）引領現代職業教育發展，瞄準先進職業教育和職業院校的辦學水平和動向，結合區域經濟實際，改革創新，探索有利于促進現代產業發展和實現更高質量就業的技能人才培養理念和模式。把先進制造企業的信息化、智能化制造管理模式引入職業教育，使教學與企業實際接軌，提升實訓教學水平。打造高技能人才培養的創新示范載體，遵循高技能人才成長的規律，整合政校企資源，創新高技能人才培養的政策和機制，打造智能制造專業技術人才培養、創業、發展的高端載體。

4 技術指標

智能工廠集成中心智能制造技術指標主要包括以下幾個方面：

（1）構建基于物聯技術和車間傳感網絡，在組裝各臺位新增數字化輔助設備、檢測工具、工裝等，建立柴油機智能制造生產線，進行數據快速讀取和持續跟蹤；研究基于規則/策略的異構多源信息采集技術、信息的智能融合、分析與提取技術、基于規則的現場設備/裝置的智能實時控制技術，研發智能制造感知平臺。裝備機械三維工程化應用，通過基于UG 的三維設計，建立基于UG的三維結構化工藝設計，指導現場生產。

（2）建立裝備制造執行系統，融合物聯網、工業大數據和云計算等先進信息技術，研發一套由智能制造終端及支持生產計劃動態排產、網絡化協同生產、生產工藝優化決策、車間設備網絡化運維、生產能耗智能管控、可視化駕駛艙等功能的軟硬件一體化系統，建設智能化車間，實現智能化生產，提升企業生產制造能力和綜合競爭能力。

（3）對裝備機械裝配組裝工位上的物料流轉方式進行優化，實現物料按工位配送和自動化流轉，降低工人勞動強度，減少天車使用頻率，減少搬運時間，提高工作效率。

（4）開發智能工廠集成系統。系統第一層是傳感層，通過條碼掃描槍、讀卡器、傳感器、攝像頭及PLC控制器等設備對生產線數據進行采集，通過無線傳感器網絡傳輸到各網關，完成前端數據的采集功能。第二層是傳輸層，網關數據通過局域網、互聯網等渠道發送到數據服務器，實現數據的匯總，為數據分析、數據處理做準備。同時可以跟ERP等軟件對接，完成數據管理。第三層是應用層，通過智能軟件的開發，終端設備（包括PC機、平板電腦、手機等）可以查詢各類數據，監控生產現場、向生產設備發送指令等功能。通過對工藝路線進行防錯報警與記錄、對工單時間進行超時報警與記錄以及對流程管理進行錯誤報警與記錄，實現對生產進度和設備運行狀況的實時監控，做到實時防錯、防呆管控，提高管理和生產效率。

5 機制建設

（1）制定中心管理保障制度。

按照分級管理和責任到人的原則，梳理工作流程和管理條目，制定智能工廠集成中心建設與運行系列制度，明確項目分工和人員職責，規范中心的建設和運行，保障中心有序運轉。加強中心的資金使用和物資采購管理，確保專款專用，杜絕暗箱操作，嚴防國有資產流失。通過機制建設，在不影響企業生產秩序的基礎上，明確中心共享使用的優惠政策，提高中心的共享使用率，充分發揮資源集約、共享開放的優勢，最大化的服務周邊學校及企業。

（2）建立中心運行監管機制。

成立項目監管小組，對智能工廠集成中心的建設和運行情況進行全過程監控和管理，對建設和運行過程中出現的問題及時上報、研究和解決，并對相關任務進行檢查和監督，確保經費、人員和物資的及時到位，確保中心的建設進度、建設質量和運行成效。實行目標管理制度，定期進行自查和抽查，組織專家定期對成效進行論證評估，實現對中心建設與運行的動態跟蹤和監管。中心相關責任人根據檢查結果和論證意見，修訂和調整工作思路和建設方案，形成動態調控和自我修復機制，確保中心高效有序運作。

（3）實施年度績效考核制度。

建立智能工廠集成中心建設與運行的過程管理和績效激勵機制，實行嚴格的績效考評制度，更好地發揮建設資金的效益。對中心按照“科學論證，專家評審，項目預算，績效考評”的原則，重點考核中心建設和運行所要達到的功能和效果，并將考核結論作為獎懲的依據。

6 優勢特點

（1）技術水平高。

智能工廠集成中心由地方政府、高職院校、行業領先并具有核心自主知識產權的優秀企業合作共建，在智能制造領域有一定的技術優勢。中心結合企業的實際生產需求，融合工業互聯網和工業大數據的最新理念，建設機械裝備零部件智能加工裝配流水線和電裝設備智能裝配檢測流水線，開發智能工廠集成系統，開拓全新的工業生產方式，搶占裝備制造產業和智能制造人才培養的制高點。

（2）產教融合實。

智能工廠集成中心以資源整合、共享為基礎，把先進制造企業的信息化、智能化制造生產管理體系引入職業教育，使實訓設備與現代工業接軌、教學內容與生產實際接軌，實現教育與機器人生產企業、機器人應用的高度融合，創新了智能制造人才培養途徑。中心既是學生的實訓基地和教師的培養基地，也是企業的生產基地，通過探索混合所有制智能工廠集成中心建設模式，形成利益相關方共建、共管、共用機制，企業全過程參與人才培養，創新“聯合共建、統籌管理、內外開放、充分共享”的實訓基地建設與管理模式。

（3）輻射效應強。

智能工廠集成中心充分體現了政府、企業、學校“資源共享，集約發展”的合作發展理念，推動高職教育的改革與發展，提高高職院校人才培養質量，促進現代職教體系的建設。在此基礎上，發揮中心在科技服務、創新創業和社會培訓等方面的平臺和輻射作用，為“大眾創業、萬眾創新”搭建了新平臺，圍繞智能制造技術應用領域，服務區域制造業產業體系轉型升級和發展，為持續深化國家和地方智能制造戰略布局、推動裝備制造業創新發展提供有力支撐。

7 結語

依托智能工廠集成中心產教融合平臺，立足服務企業智能制造產業，以滿足區域智能制造人才需求為出發點，融入職業崗位能力要求，完善實訓教學體系，實施人才質量多元評價，改革教學模式，促進專業人才培養模式改革，最終提升人才培養質量。

通過建立長效激勵機制，完善社會服務信息網絡，資源共享，互惠互利，為企業提供需求信息服務，積極開展技術服務，技能培訓、技能鑒定、社會培訓、科研成果轉化、專利轉讓等活動，服務區域裝備制造企業，實現智能工廠集成中心的可持續發展。

參考文獻

[1]王麟琨，王春喜.智能工廠/數字化車間參考模型概述與分析[J]. 中國儀器儀表，2017，（10）：63-72.

[2]張國新.產教深度融合智能制造實訓基地建設方案的探索[J]. 機械職業教育，2017，（09）：32-34.

[3]華馳，顧曉燕.“互聯網+”背景下高職院協同制造實訓基地設計[J].實驗室研究與探索，2016，（07）：235-239.

[4] 張娜，王永超.淺談智能制造與高職院校智能工廠實訓室的建設[J].河北農機，2018，（06）：48-49.