工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室建設研究*

陳 宏

（新疆職業(yè)大學機械電子工程學院，新疆 烏魯木齊 830013）

1 工業(yè)機器人技術在我國的應用現狀

1.1 機器人市場不斷擴大，產品需求大幅增加

2016 年2 月24 日，國際數據公司（IDC）在《全球商用機器人消費指南》上發(fā)布報告，稱2015 年全球機器人行業(yè)規(guī)模為710 億美元，相關服務市場規(guī)模年復合增長率達到17%，并預測2019 年行業(yè)規(guī)模將達到1 354 億美元。中國、韓國、日本、美國和德國五大市場的銷量占全球工業(yè)機器人總銷量的75%左右[1]。相關數據顯示，我國工業(yè)機器人市場不斷擴大，產品需求不斷增加，因此我國工業(yè)機器人技術的發(fā)展和應用具有廣闊的空間。但在工業(yè)機器人技術產業(yè)方面，我國起步較晚，必須奮起直追，為成為制造質量強國打下堅實的工業(yè)技術基礎[2]。

1.2 急需培養(yǎng)工業(yè)機器人技術專業(yè)人才

技術的創(chuàng)新和發(fā)展，歸根到底還是取決于人才，我國在2013 年開始設置工業(yè)機器人技術相關專業(yè)，工業(yè)機器人技術專業(yè)學科建設和發(fā)展較晚，但發(fā)展勢頭迅猛。在目前的國際大環(huán)境和國際國內雙循環(huán)政策的影響下，實現制造業(yè)的突破和產業(yè)升級，提升產品的質量和競爭力成為關鍵的發(fā)展制高點[3]。從國家到地方政府都非常重視工業(yè)機器人技術的發(fā)展和應用，從政策上、資金上加強對相關企業(yè)的扶持。各地高校開設相關專業(yè)，建設校內實訓室和校企共建實訓基地，打通了工業(yè)機器人技術專業(yè)人才培養(yǎng)的渠道，為相關師資的建設和完善以及相關課程的制定奠定了一定的基礎，為工業(yè)機器人技術專業(yè)的學生提供了就業(yè)和實踐學習的機會。但工業(yè)機器人技術專業(yè)人才培養(yǎng)的層次普遍不高，不能滿足市場需求，師資的匱乏也成為制約工業(yè)機器人技術專業(yè)發(fā)展的重要因素。因此，培養(yǎng)工業(yè)機器人技術專業(yè)人才成為迫在眉睫的事情，刻不容緩。

2 工業(yè)機器人技術專業(yè)人才培養(yǎng)現狀

1）工業(yè)機器人技術專業(yè)建設不符合復合型人才培養(yǎng)的要求。目前，諸多高校的工業(yè)機器人技術專業(yè)建設得不夠完善，未能將工業(yè)現場的生產模式與人才的實踐培養(yǎng)高度結合，導致工業(yè)機器人技術專業(yè)的復合型人才培養(yǎng)力度不足。

2）如今，院校僅從機器人理論出發(fā)進行人才培養(yǎng)，未從實踐應用的角度出發(fā)，導致大學生難以直接上崗工作。

3）由于我國是2013 年開始設置工業(yè)機器人技術相關專業(yè)，目前的工業(yè)機器人技術專業(yè)教師多為研究型、學術型教師，其實踐經驗不足，在工業(yè)機器人的操作、運維和修理等方面的實踐能力不夠，在培養(yǎng)工業(yè)機器人技術專業(yè)學生的過程中，為達到理想的教學效果[4]。各個高校要從頂層謀劃，打破人才招聘的壁壘，為高校招錄相關優(yōu)秀教師，提升工業(yè)機器人技術專業(yè)的師資水平，優(yōu)化高質量的教師隊伍結構。

4）很多學校的工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室不能滿足培養(yǎng)學生能力和實踐技能的需求，所培養(yǎng)的人才也不能滿足就業(yè)崗位的需求。在基礎課程的學習中，學生往往與其他專業(yè)，如機械專業(yè)、電氣專業(yè)等共用實訓設備，相關工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室條件不足，制約了實踐人才的培養(yǎng)，尚需打通校企合作辦學通道，將學生的崗位能力培養(yǎng)融入學習過程中[5]。

5）產教融合、校企合作深度不足。院校制訂的人才培養(yǎng)方案與生產實踐脫節(jié)，不利于應用型人才的培養(yǎng)。因此，院校與行業(yè)、企業(yè)的合作有待進一步加強，制訂企業(yè)的工程師、培訓員到校授課，專業(yè)教師赴企業(yè)學習的制度，共同指導學生的學習實踐，提升教師的實踐和應用能力，促進企業(yè)、學校和學生三方共同發(fā)展。

3 工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室的建設思路

工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室建設思路包括人才定位、課程建設、實訓室建設三個主要方面（見圖1）。

圖1 工業(yè)機器人實訓室建設思路

3.1 人才定位

通過企業(yè)調研、工作崗位調研、技術技能分析、人才規(guī)格分析，明確要培養(yǎng)具備什么能力素質、適應什么工作崗位的人才。根據工業(yè)機器人技術專業(yè)人才定位，確立了人才培養(yǎng)方向：工業(yè)機器人操作工、工業(yè)機器人維修調試工、工業(yè)機器人安裝工，在這個基礎上，通過一定的進修學習，可以從事更高級別的相關工作崗位的遷移（見圖2）。

3.2 課程資源建設

課程的建設方面包括通識教育與素質拓展課程、基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課和實踐教學環(huán)節(jié)。課程資源建設方面包含教材、PPT、工作頁、單元測驗、技能評價等內容，從而完善相關課程的教學資源（見表1）。

圖2 人才定位

表1 課程資源建設

3.3 實訓室建設

基于人才定位、師資培養(yǎng)、課程體系等方面，通過企業(yè)、院校專家論證，從基礎層、技術層、應用層三個層面設定工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室建設思路，完美契合工業(yè)生產應用場景，提升對學生的技術技能培養(yǎng)水平。

在基礎層，通過工業(yè)機器人VR 虛擬拆裝平臺及工業(yè)機器人本體創(chuàng)新開發(fā)平臺，虛實結合，用以支撐機器人運動與控制、視覺技術引導抓取、機器人控制系統實訓、機械裝配、電氣調試等相關實訓課程，既保障實訓過程中資源的有效利用，也保障了實訓的安全。

在技術層，主要引入3D 視覺智能應用教學實訓平臺，以支撐機器視覺等相關課程和實訓項目的開展。該實訓平臺引入3D 視覺技術，提供坐標標定、圖像采集、特征定義、機器學習、物體識別、軌跡規(guī)劃、API 接口等功能，并結合六軸工業(yè)機器人實現通信連接，進行多種物料的定位、分揀。

在應用層，結合目前眾多企業(yè)廣泛應用的焊接機器人及協作機器人，對接企業(yè)生產，還原工業(yè)現場生產模式，提升學生對企業(yè)現場生產的認知度，使學生順利地進入并適應相關工作崗位。

示教編程實訓平臺綜合了工業(yè)機器人技術理論、離線在線編程、實驗一體化教學特征，該平臺貫穿于工業(yè)機器人技術專業(yè)實踐課全過程，切實讓學生掌握相關工業(yè)機器人技術實操技能；該平臺還可以用于申報承辦大賽、工業(yè)機器人操作與運維“1+X”證書考試（見圖3）。

圖3 實訓室建設

4 工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室建設的意義

1）滿足相關工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓教學需求，增強學生實際運用能力和動手能力。

2）推動試點工作的實施，深入推動校企合作，滿足行業(yè)的人才需求和學校的人才培養(yǎng)發(fā)展需要。

3）培養(yǎng)一體化教學團隊，建立學校與企業(yè)共建培訓教師隊伍的機制。

4）申報并承擔相關大賽賽點工作，以教學帶動大賽，以大賽促進教學。

5）提高教師的技能、科研能力，推動實踐教學及科研成果的轉化。

6）進一步完善工業(yè)機器人技術實訓條件，提升實訓培養(yǎng)能力及培養(yǎng)的人才層次，完善師資，加強學科融合建設，提升設備利用率。

5 結束語

工業(yè)機器人技術專業(yè)融合了機械、電氣、控制等相關技術，對于工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室的建設，相關人員需要從基礎層面、技術層面、應用層面進行完善的論證，要注意與企業(yè)現場生產的關聯性、實用性結合，在保證實訓過程安全的前提下，提升實訓的效果。工業(yè)機器人技術專業(yè)實訓室的建設基于地方產業(yè)需求，總體投入會較大，因此院校在設計和規(guī)劃的過程中，要可分批次進行建設，保證實訓室建設的連貫性，做到校企共建、產教融合、共同培育。