以物流裝備先進控制技術為特色方向的電氣專業課程群研究

錢懿 蔡志端 王培良

【摘要】長三角地區是物流裝備產業的聚集地。本文根據區域物流裝備企業對于物流人才應用技能的要求出發，結合以物流裝備先進控制技術為特色的電氣專業培養模式的改革現狀，分析了傳統電氣專業課程群與人才需求的對應關系，介紹了物流裝備先進控制技術的新建特色課程和實踐實習管理及措施。為電氣自動化專業的專業建設與地方經濟接軌發展的道路上指出了一種特色化培養的新模式。

【關鍵詞】物流裝備 課程群 培養方案 教學改革

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）22-0001-01

現階段，各大高校的專業培養方案基本上采用方向模塊選擇的方式為學生提供更符合行業及個人需求的課程。電氣工程及其自動化專業的除了固有的電力系統自動化方向之外，一般還設置有偏向自動化專業的電氣控制技術類方向。以浙江湖州為例，湖州市是浙江省現代物流裝備產業技術創新綜合試點區域，物流行業的發展催生了對于物流裝備先進控制技術研發及應用的人才需要。因此，如何更好地為物流行業培養應用型技術人才，成為了這一區域地方高校在電氣專業建設上尋求特色發展的思考方向。

1.物流裝備先進控制技術人才的應用技能要求

浙江湖州的物流裝備產業的重點領域包括：倉儲搬運裝備、電梯及配套、管道運輸裝備等。隨著機器換人的不斷深入，在倉儲搬運裝備行業中，機器人及信息化無人分揀技術的應用變得普遍。電梯及其配套行業中，對于電機的電氣及PLC控制應用技術變得日趨成熟，定制化的產品正在不斷出現。管道運輸裝備行業在無人焊接電氣控制及無損檢測傳感器技術正在國產化進程中不斷創新與進步。這些領域的企業在招聘電氣工程師崗位時，大體上需要具有符合現代物流裝備產品的操作維護能力、系統設計能力、信息化管理能力的人才。

2.現有電氣專業課程群與人才需求的對應關系

現有電氣專業的電氣自動化方向的課程群基本上由通識核心課（英語、高等數學、思政類課程等）、專業基礎課程（工程制圖及計算機輔助設計、程序設計、電子技術、自動控制原理、電機與拖動基礎、電力電子技術等）、方向選修課程（運動控制系統、計算機控制技術、測試技術及傳感器、電氣控制及PLC技術等、計算機網絡與通信、工業控制組態及現場總線技術）和每學期開展的實踐教學環節這四大類。這些課程基本按照循序漸進的原則分階段開課。

在這些現有的課程中與操作維護能力對應的是計算機控制技術、電機與拖動基礎、伺服運動控制系統；與系統設計能力對應的是工程制圖及CAD、嵌入式控制系統、程序設計、電氣控制與PLC控制；與信息化管理能力對應的是計算機網絡與通信、傳感器技術與應用，工業控制組態及現場總線技術。

無論是專業基礎課還是方向選修課，現有課程是電子電氣自動化類專業普遍開始的課程，不能夠體現出培養具備物流裝備先進控制技術人才的特點，無法深入細致的在先進控制技術的方向培養上，讓學生系統學習到物流行業的機器人協同控制、RFID、視覺識別檢測下的信息化無人分揀技術，更無法讓學生在充分掌握好這些前沿技術知識的基礎上，完成物流自動化系統的設計與應用，因此課程群建設上必須博采眾家之長，結合物流工程、電子工程、自動化等專業的課程群體系，建設一批體現物流裝備先進控制技術的特色課程。

3.課程群中的物流裝備先進控制技術的特色課程

湖州師范學院的電氣專業在與本地物流企業的不斷調研中，采取內培外引的方式，建設并完善了如下課程：

方向必修課程：（1）物流技術與裝備：介紹了現代物流系統化技術，包括集裝技術與裝備、運輸技術與裝備、物流搬運技術與設備、倉儲技術與裝備、分揀技術及設備、物流包裝技術及設備、物流信息化技術與信息導引技術。（2）物流信息技術與應用：介紹了計算機、網絡、數據庫等信息技術基礎知識，重點討論了條碼與RFID等自動識別技術、GPS與移動通信、自動跟蹤與定位技術、物流信息的分類編碼與信息存儲和信息處理平臺等物流信息處理技術。（3）現代物流設施與規劃：介紹了現代物流設施、經典設施規劃與物流分析方法的同時，還詳細闡述了布局設計的現代算法和設施規劃與物流分析的計算機仿真方法。

方向選修課程：（1）物流系統建模與仿真（針對特定物流領域的系統集成）：在物流系統建模的基本規則和步驟下重點介紹了排隊模型與存儲模型及應用，離散事件系統仿真，運輸與裝卸系統仿真，生產物流系統仿真，配送中心系統仿真，并利用Flexsim等仿真軟件進行實際訓練。（2）電梯控制技術（針對電梯等升降物流設備）：詳細分析了各種信號控制系統的典型線路及控制方法，對電梯的選用方法、布置原則以及安裝、調試、驗收與維護加以介紹，并對自動扶梯、液壓梯、雜物梯、自動人行道進行了簡單分析與介紹。（3）變頻技術（針對先進運輸裝備）：介紹變頻器的組成和基本工作原理、變頻器的運行、變頻器的分類與選型、變頻器的維護以及通用變頻器的應用。（4）機器人技術及其應用（針對無人分揀搬運裝備）：通過討論機器人學的數學基礎，闡述了機器人驅動系統的種類及各自原理與選型、機器人內部傳感器與外部傳感器、機器人的控制原則和控制方法，并以移動機器人系統作為載體，基于實際案例，討論了幾種典型移動機器人系統的設計方法。

方向實踐課程是物流自動化系統設計與應用：通過課內課外總計4周的60個課時，讓學生充分應用仿真軟件和實驗室平臺對物流自動化系統中所涉及的主要控制模型和算法進行了研究；并在此基礎上將學生分組后，融合方向必修課和選修課學習的知識，針對某一物流領域，完成一套涉及利用物流貨架、傳感器、搬運機器人或自動導引小車實現物流信息引導、自動識別、分揀和倉儲的系統。

4.課程群的實踐實習管理及措施

應用型本科人才的培養離不開應用實踐的培養，現有專業培養中的應用技能培養，主要是由理論課的課內實驗、特定的實踐課程或實習周這三部分組成。在此基礎上，考慮到物流裝備先進控制技術的應用離不開具體的物流的設備，單純的計算機仿真無法讓學生有感性的認識，以及對于實驗數據和結論可行性有較高的自信度。因此課程群中的實踐實習管理必須有以下要求：（1）提高課內設計性實驗比重，融入工程案例。在課內實驗中減少驗證性實驗次數，融入來自校地合作企業的物流裝備操作及控制實例，對物流課程的實驗環節進行對象化、具體化、可視化，實現與課程知識點教授的無縫對接。（2）依托校內外實驗平臺，實現實踐內容多樣化。通過校內實驗室和校外企業操作實習，對實踐課程的系統設計與應用設計出多組模型要求，并且要融入方向必修課、選修課中涉及的裝備技術及要求，充分體現現有物流技術的特點。

作者簡介：

錢懿（1984-），男，浙江湖州人，湖州師范學院求真學院工程技術系系主任，研究方向為智能控制系統，計算機網絡控制系統，數據故障診斷與分析。