浙江大學IBE雙創實踐基地建設初探

張林初，傅建中，徐志農，錢 俊，唐 潔，沈洪垚

（浙江大學機械工程學院，杭州 310058）

0 引言

科技創新是提高綜合國力的戰略支撐，是國家發展的核心動力。創新是社會進步的靈魂，創業是推動經濟社會發展、改善民生的重要途徑。當前社會發展對創新創業的需求越來越迫切，期待以雙創促進經濟轉型升級［1-3］。高校承擔著培養創新創業人才的重要使命，我校立足區域經濟發展，響應“大眾創業、萬眾創新”號召，充分發揮學科綜合優勢和區域創新創業資源優勢，主動服務國家創新驅動發展戰略，以基于創新的創業（Innovation-based Entrepreneurship，IBE）為特色，緊密融合創新創業教育與專業教育構建一流高校創新創業全鏈條教育體系［4-5］。

工程訓練（金工）中心作為學校IBE 雙創實踐的載體，承擔著學校IBE 雙創實踐的基地建設重任。工程訓練（金工）中心現有一支由教師、工程師和實驗師組成的三師型師資隊伍，在教學與科研實踐中形成以優秀教學團隊為骨干，職稱、學歷、年齡、學緣結構合理，教學為主、重視科研、勇于創新、樂于奉獻的教師隊伍。另外，還有20 余名經過嚴格培訓上崗，由高級技師、技師、技工，以及工程師和助理工程師組成的實踐指導人員。依靠這支團隊，中心在創新創業系列課程的課程體系和內容改革、教學基地建設、教學管理、教學方法及教學手段現代化等方面，全方位進行改革與實踐，取得了顯著成果，在國內創新創業教學領域的保持領先［6-8］。

1 現有IBE雙創實踐基地存在的不足

落實以IBE為特色的創新創業教育實踐，除了在制度、導師、資源、資金等各種創業資源上給予扶持和政策傾斜外，對于以技術創新為主陣地的高校創新模式而言，最基礎的是在創新階段為其創造最佳條件，例如，不斷完善創新創業課程體系，強化學生創業實踐基地的空間支持，積極推進強化學生創新創業實踐的平臺建設等［9-13］。然而，由于受空間、設備等一系列因素的制約，學校現有的一些雙創實踐平臺發展已不能滿足蓬勃發展的雙創教育客觀需求，限制了以IBE 為特色的教育理念的進一步落實。

（1）創意設計階段效率提升缺乏信息化體系支撐。創意設計一方面要關注設計的新穎性，另一方面也更注重設計的快速響應性，即在實際設計中考慮如何將主要精力投入在設計的創新部分，而將已經成熟部分直接借用已有基礎。當前我校各類雙創平臺均缺乏設計信息的有效共享機制，極大制約了IBE 創新教育的設計效率。

（2）創新產品快速實現階段缺乏先進制造裝備支持。基于實物產品的創業基礎是獲得原型產品，實物產品的多工藝制造涉及系列加工制造裝備，創新型產品甚至經常會提出一系列特殊的高精尖工藝及裝備需求。當前我校可開放的加工制造裝備在種類、數量、性能等方面均無法完全覆蓋雙創產品快速實現需求，延緩了雙創產業化進程。

（3）創新能力訓練階段缺乏深層次實踐手段依托。創新能力培養離不開動手實踐訓練，創新實踐訓練注重訓練的廣度和深度，這對當前創新能力訓練平臺提出了極高的要求，①需要訓練裝備能覆蓋相關技術，②要求訓練手段能達到足夠的深度，避免淺嘗輒止。當前我校各類實訓平臺在實訓裝備和手段的豐富性上亟待提升。

（4）雙創活動開展缺乏全方位服務空間承載。雙創實踐活動的開展是復雜和個性化的，對活動環境具有較高的要求，具有空間多元化，時間無約束，信息上開放。因此，保障雙創活動的高效開展，需要建設友好的創新創業環境，提供適宜的創新創業服務，這就需要多數雙創平臺持續改進。

2 建設目標與建設原則

2.1 建設目標

IBE-雙創實踐基地是面向全校開放共享、承擔創新創業實踐與基礎工程教育基地。在現有條件基礎上，進一步擴充內涵，拓展外延，打通學科界限，升級基礎設施，形成滿足多元化人才培養需求的雙創實踐基地。

IBE-雙創實踐基地建設的目標是聚合學校創新創業實踐資源，打造國內領先、世界一流的創新創業教育基地，立足于校內，面向多學科，并向全社會開放同時，形成可推廣的雙創教育體系、創業孵化模式，并加大成果輻射，促進創新創業教育在全國范圍內的推廣。

實施后，以更加優質的教學資源支持雙創活動，包括基礎工程綜合能力訓練、系統性創新思維訓練、創意原型產品開發、技術成果產業化、創業企業培訓服務等。將每年通過工程訓練系列課程、實驗室科研探究課程、創新創業系列課程等為全校學生的工程實踐和創新創業教育服務，支持20 余項學生科技競賽以及創新創業大賽，為其他高校學生、職業院校師資、中小學學生開放創新創業實踐資源，為數百個學生創業初創團隊提供孵化服務。

2.2 建設原則

IBE-雙創實踐基地面向全校學生，平臺建設遵循以下原則：

（1）體現“學生為主體、創新為驅動”的育人理念，培養學生的創意設計、創新制作和團隊協作能力；

（2）以社會需求為導向，啟迪創新精神，為學生的創新創業、產學研合作搭建良好的平臺；

（3）以前沿為引導、隊伍建設為主線、加強理論基礎與實踐教學體系建設，形成浙江大學雙創實踐基地特有的創客培養模式；

（4）體現虛實結合、相互補充，依托平臺培養學生科學研究和動手能力，強化學生實踐能力和創新精神培養；

（5）突顯創新思維與創新實戰能力的培養，建立創業教育引導機制，形成獨有的創客教育全生命周期服務平臺；

（6）立足長遠，可持續發展，根據學科和產業的長遠發展趨勢，為浙江大學的“雙一流”學科建設作出應有的貢獻；

（7）按照功能和層次關系，詳細規劃基地系統構架，避免重復建設。

3 建設內容與主要功能

3.1 建設內容

IBE-雙創實踐基地，以基于創新創業為特色，構建一流高校創新創業全鏈條教育體系，體現創新、創業、專業教育緊密融合，形成創新創業的“浙大模式”。同時，形成可推廣的雙創教育體系、創業孵化模式，并加大成果輻射，促進創新創業教育在全國范圍內推廣。

3.1.1 面向創意產品的創新云設計中心

創意產品的呈現與傳播離不開信息化表達，依托科學設計軟件的創新設計中心為創意設計提供了表達窗口?；谠萍夹g的創新設計中心實現了各類設計軟件的云端運行和設計數據的云端存儲，借助面向創意產品的創新云設計中心建設，解決創意設計階段效率提升缺乏信息化體系支撐問題。

（1）通過設計軟件云架構建設，提高創新設計中心軟件復用率，改善基地軟件升級及維護便捷性，提高基地創新設計室在空間布局上的自由度，建設期實現軟件上云率大于95%；

（2）依托云設計中心實現設計資源的大數據積累，縮短了創新設計的迭代周期，助力新大學生創新質量快速提升，實現學生作品數據云端存儲率大于80%；

（3）通過CAD、CAM、CAE、CAPP等系列設計、仿真軟件的教學和應用，強化科學量化設計的必要性認識，促進仿真設計軟件在雙創中的應用，建設期內布置云端設計軟件20 套，單套平均節點50 個。

3.1.2 服務于創新應用實現的數字化制造中心

基礎工藝及裝備的認識與操作是工程訓練課程的基本任務，同時，在雙創活動中，創新應用的最終實現必須依賴實物的制造，建設具有系列設備的數字化加工裝備群，是雙創基地建設的基本任務。借助服務于創新應用實現的數字化制造中心的建設，解決創新產品快速實現階段缺乏先進制造裝備支持。

（1）圍繞創新創意對產品快速實現的需求特點，規劃多工藝、廣覆蓋、高性能的數字化制造裝備及單元，推動創意作品及雙創產品的快速實現，加速產業化實現過程；

（2）利用數字化制造中心，開發相應雙創教學單元、項目，幫助學生建立對“雙創”“中國制造2025”等國家重要戰略發展方向的認識，培養具有先進發展思路、掌握先進技術的創新創業型人才；

（3）向校內外開放教學資源服務，建設實踐指導團隊，為社會教學機構解決高端設備資源匱乏問題，更好地提升基地社會服務能力。

3.1.3 面向智能制造的虛實融合實踐中心

面向各行業對智能制造技術應用的廣泛和迫切需求，為工程技術教學提供智能制造創新探索的實踐平臺，并以智能制造硬件平臺為基礎，融合虛擬現實與增強現實技術，實現虛實教學形式在智能制造教學過程中的優勢互補。借助面向智能制造的虛實融合實踐中心的建設，解決創新能力訓練階段缺乏深層次實踐手段依托問題。

（1）依托成套機器人智能制造單元、智慧工廠智能制造實訓系統等先進硬件平臺，在認識和使用先進裝備的基礎上，創新和探索智能傳感、智能控制、智能規劃等系列人工智能技術在制造中的應用；

（2）通過虛擬現實教學改善教學過程的綠色、低碳水平，降低大型、高價值智能設備的維護成本，改善人機友好性，保護學生學習和創新興趣；

（3）通過增強現實教學手段，強化人機交互教學程度，擴展虛擬教學滲透維度，讓學生在學習技術內容本身的同時，強化對增強現實技術的認識和價值評價。

3.1.4 建設綜合雙創空間

建設創新創業教育生態環境，為多元化的學生雙創項目提供不同層面的條件支撐及服務。從開發平臺、信息化技術服務、環境條件建設等方面進行建設，為學生的雙創教學與項目開發提供更高效的協作條件，以實現雙創基地生態環境的整體升級。借助雙創教育服務引導下的綜合雙創空間的建設，解決雙創活動開展缺乏全方位服務空間承載問題。

（1）建設創新創業教學空間，從資源管理、教學環境條件等方面進行智能化改造，從而提高資源使用效率，增強平臺接待能力，項目建成后創新交流類空間面積不少于500 m2；

（2）提供創客交互應用開發平臺、可計算知識管理平臺、本地云服務、學習行為分析等專項研究與開發條件，形成專項功能模塊、軟件系統不少于5 套；

（3）開展創新學習行為分析，形成對學生參與雙創活動過程測量和評估的能力，跟蹤學生學習的績效并記錄反饋，持續改善教學服務水平，建設創新學習行為分析專門實驗室1 個；

（4）拓展功能建設遠程協作平臺，將建設內容及基地其他智慧資源，進行共享與輻射，形成示范性，并促進全校及社會創新創業項目的孵化。

3.2 主要功能

建設項目以“依托創新、服務育人”為核心，依托學校工程訓練中心場地，聯合學校3D 創客中心、工程師學院實踐創新中心等，聚合學校相關創新創業實踐資源，建設打造IBE-雙創實踐基地，以優質實踐教學資源支持全校創新創業生態系統，并對其他高校、職業院校、中小學以及社會開放，服務于廣大創客群體和社會大眾，旨在打造國內領先、世界一流的創新創業教育實踐基地。同時，借助創客實踐平臺，不斷改進現有創新創業教育方法、不斷完善創新創業項目孵化體系，不斷提高學生的雙創素質和能力，形成可推廣的雙創教育實踐模式，如圖1 所示。

圖1 浙江大學IBE-雙創實踐基地建設

（1）優化創新創業實踐環境。打破學科界限，充分融合各學科優勢，形成開放的創新生態環境基礎建設，具備云計算、虛擬現實、智能制造、協同設計等功能，為學生和創客團隊提供便利的雙創環境，以及豐富的雙創資源，更好地服務于高校的雙創建設，為雙創人才的培養提供硬性支撐。

（2）深化創新創業教學體系。依托雙創實踐平臺，結合浙江大學已經開展的各類創新創業課程、項目、競賽，不斷完善高校學生雙創教學體系建設，實現創新創業訓練與現有教育培養模式的有機融合，為雙創人才的培養推進提供軟性支撐。

（3）推廣創新創業成果。借助雙創實踐平臺，助推雙創項目的產業化。提供產品設計到實現的快速化通道，結合在校教師、企業精英所提供的創業指導，以雙創項目的長期可持續發展為前提，加速產品孵化過程。通過各類雙創項目建設，實現更為豐富的創業知識資源積累與應用，為雙創項目的孵化提供有力支撐。

4 建設方案

項目以“依托創新、服務育人”為核心要旨，通過拓展創新創業服務，建設新型可重組、動態、數字化、開放的創新創業活動基地，提升創新創業服務質量，打造國內領先的工程實踐與創新創業教育基地。

4.1 面向創意產品的創新設計云中心

（1）面向設計應用的云服務信息系統。雙創基地的軟件系統基于云架構，需要構建覆蓋整個工程訓練中心的云服務信息系統，實現各CAx 設計間、逆向工程室等設計空間終端之間的網絡互聯和權限接入，便于學生在任一設計間開展創新設計。

（2）云架構的CAx 設計軟件群。在學生創新設計和研究探索中需要用到一系列成熟的設計或計算商業軟件，引入覆蓋典型應用的各類軟件，并開展云架構布局，包括二維三維造型軟件、點云處理軟件、電路設計軟件、圖像處理軟件、模具設計軟件、創意設計軟件、輕量化設計軟件等。

（3）逆向工程數據獲取平臺。升級原有的三維掃描儀、三維相機；引入便攜式高精度三維彩色掃描系統，實現三維零件幾何及顏色信息的快速獲?。灰肟焖偃梭w三維掃描系統，快速獲得人體三維模型，并結合創新教育研發大尺寸三維打印機，實現原尺寸人體模型打?。灰牍ICT，打造機械零件及內部結構的快速逆向反求，快速建立設計基礎模型。

4.2 服務于創新應用實現的數字化制造中心

（1）3D打印快速原型實現平臺。結合原有3D打印創客中心的系列裝備，引入EOS 金屬打印機、SLA打印機、工業級FDM打印機、噴墨彩色3D打印機，實現3D打印裝備多工藝覆蓋，解決創新創業活動中制造實現難的問題；建設打造3D 打印無人車間，展示自動化生產在增材制造中的應用切入點，同時為創客比賽批量零件制造提供基礎生產平臺；升級彩色打印裝備和多材料打印裝備，為創新研發提供多彩藝術件和復合性能多材料功能件。

（2）高端精密加工制造體系。結合已有的Mikron五軸精密加工中心、精雕五軸加工中心、精密雕刻系統、i5 車銑復合加工中心等高端精密加工制造裝備，培養提升實驗指導團隊加工技能水平，為高水平創新創業提供復雜精密零件的加工服務。

（3）數字化制造精密測量平臺?；谝延械募す飧缮鎯x、球桿儀等精密測量裝備，搭建機床精度檢測平臺，為裝備測量的創新應用提供硬件支持；升級三坐標測量機，實現零件五自由度在線精密檢測；升級機床動態誤差補償控制器，融入創新探索研究項目，瞄準產業化開展高精度機床誤差的補償與測量新應用；依托已有激光跟蹤儀，實現大尺寸構件空間測量，滿足創客設計中對大尺寸構件與空間的尺寸評定需要。

（4）電路板制作及SMT 生產線。升級完善現有電路板制造系統，從創客PCB 設計圖開始，基于銑削鉆孔等工藝實現電路板制造，并利用SMT線的全自動印刷機、全自動貼片機、熱風焊接回流爐以及AOI 檢測系統實現電路板表面組裝過程。通過SMT 生產線平臺實現電子產品主要核心部件板級產品的實現，解決創新創業活動中對電控板快速制作的瓶頸問題。

（5）激光便捷加工系統。利用已有的高精度光纖激光切割、射頻激光切割系統實現不同材料及厚度的板材數控化切割需求，為創客、競賽活動中大量的薄板構件單件制作提供了便捷實現手段；利用光纖激光打標系統，實現零件表面銘文的刻錄，提升創客產品外觀品質。

（6）高效特種加工機群。當前基地已經具備若干線切割加工設備，可以滿足厚金屬件異型裁切需求，與激光切割形成功能互補；已有的電火花成形加工裝備，可實現復雜型腔和微孔等特征制造，以滿足覆蓋創新探索中的極端和特殊需求。

（7）數字化鑄件創新制作平臺。結合已有的鑄造實踐設備和基礎，包括砂型鑄造、顯微組織及熱處理等，升級數字化澆鑄系統，實現鑄件從設計、澆鑄、性能檢測的全過程，有助于學生讓學生全方位了解鑄件的成形工具，體驗鑄件制作全過程，培養學生的創意設計、創新制作和團隊協作能力。

（8）面向教學及小批量數字化制造裝備機群。當前基地已具備一定數量的數控及普通機床，但部分設備老舊已無法滿足當前工業背景下的教學需求。此外在進行雙創教育的過程中，存在共性零件的小批量加工需求，同時，部分工藝缺少裝備覆蓋，需升級或引入部分新裝備，以滿足日常教學和創新教育的需要。

4.3 面向智能制造的虛實融合實踐中心

面向智能制造的虛實融合實踐平臺由智慧工廠實訓平臺、工業機器人系統教學單元、虛擬現實實訓系統組成。

（1）智慧工廠實訓平臺。面向智能制造人才培養和創新教學需求，已建設完成系統級智慧工廠實訓平臺，展現智能制造基本技術體系框架。平臺包括上料工站、個性化定制車銑工站、視覺質量檢測工站、多軸聯動機器人制造工站、個性化定制激光打標工站、機器人輔助柔性裝配工站以及成品智能分選下料工站，配智能移載輸送系統、智能倉儲物流系統（含立體倉庫和AGV）、個性化定制下單交付系統、智慧工廠指揮中心、數據采集系統、智慧工廠MES軟件、智慧工廠ERP軟件和云服務平臺，可實現產品的個性化下單與制造、訂單的跟蹤與生產排程、現場數據的集中監控與管理分析。平臺可應用于電氣原理、PLC 編程、工業通信、機器人示教編程、數控機床調試及編程、機器視覺、智能倉儲系統、AGV調度、MES軟件、工業云平臺等工程領域的創新教學、培訓和科研。

（2）工業機器人系統教學單元。結合已有的焊接實踐設備和基礎，強化雙機器人協同焊接系統在教學過程中的引領效應，體現傳統工藝在現代制造業中的創新應用空間；發掘機器人增減材復合制造系統在創新教學中的有效切入；升級工業機器人3D 打印系統，引導創客活動基于機械臂的3D 打印開展創新應用；提高既有柔性加工單元中上下料機器人在流程協調中的主導作用，引導學生開展面向定制化需求的機器人編程創新應用。

（3）虛擬現實實訓系統。引入數字化工廠仿真軟件實現虛擬工廠搭建和流程模擬；引入多物理場虛擬仿真進行設計場景的再現，為創客中涉及較多的人體工程學仿真提供基礎工具；引入數控加工編程與機床虛擬仿真軟件，實現加工過程虛擬呈現，保證加工質量和安全性。引入基于虛擬現實與增強現實的實訓系統，將焊接系統虛擬化，引入焊接仿真系統，模擬焊接工藝過程及產品質量，再現焊接作業動作，實現操作過程的自我可視化與后評價。采用Ladybug 全景攝像系統、光學跟蹤交互系統、高精度數據手套、立體眼鏡、桌面式立體增強現實系統進行體感互動。

4.4 雙創教育服務引導下的綜合雙創空間

（1）雙創教育空間基礎硬件系統。建設各類制作、設計、交流物理空間，提供覆蓋全基地的計算機信息系統硬件平臺，充實木工坊、陶藝坊等各空間工具設施，構件立體生態空間中的基礎硬件部分。

（2）遠程視頻教學與協作系統。遠程視頻教學與協作系統可以在不同地理位置建立起遠程多人協作的環境，連接起設計工作坊、制作工作坊、教室、會議室、產品應用場景等不同類型的地點，提升產品開發過程中溝通協作的效率，改善創意產品開發的過程。

（3）智能空間及設施管理系統。智能門禁系統通過智能身份識別系統，給予門禁權限，同時進行簽到、信息記錄等功能。軟標簽管理系統將實現智能工具、設備管理，減少貴重工具、設備、零件等物品的丟失。信息發布大屏幕設置于開發工作室，作為學生成果的展示窗口。

（4）學習行為分析平臺。創客教學內容的設計與實施，需要進行學習者行為分析，以持續進行改進。平臺將提供人機環境同步平臺、眼動分析儀、腦電分析儀等，對學生學習過程中的行為進行精確測量和分析，以更好地研究創客行為，提高教學規劃品質。

5 實施成效

IBE雙創實踐基地在前期良好基礎上，經過科學規劃、有效組織和積極推進，建設取得明顯成效。目前已基本完成創新設計云中心、數字化制造中心、虛實融合實踐中心、雙創教綜合雙創空間等4 大中心，為創新創業活動開展奠定了軟硬件平臺基礎。

同時，基于已建設成果開展了一系列創新創業活動，組織承辦了大學生科創大賽等若干賽事，吸引校內優秀學生組建了“考拉工作室”課外科技探索創新團隊，形成了良好示范效應，受到了同學的廣泛歡迎和積極評價。

雙創實踐基地將新的教育理念與設施融入常規工程訓練課程的創新教學中，有效推動了工程實踐教學的開展，并助推了一門新課程開設。

6 結語

“雙創”有助于推動我國經濟結構調整、打造發展新引擎、增強發展新動力、走創新驅動發展道路。浙江大學IBE-雙創實踐基地建設項目，不僅是大眾創業、萬眾創新時代的內在需求，是實現高等教育可持續發展的必然要求，也是實現創新引領創業、創業帶動就業的現實需求，是建設創新型國家的長遠動力［14-16］。

學校開展創新創新創業教育不僅是新形勢下國家和社會對高校人才培養的必然要求，也是浙江大學立足浙江、服務地方經濟的職責所在，更是浙江大學自身開展雙一流高校建設的內在需求，將對學校人才培養核心競爭力起到非常關鍵的作用。