校企協同創新機器人焊接實訓基地建設與運營模式探討

郝 剛，陳淑花，馮少華

（武漢城市職業學院 機電工程學院，湖北 武漢 430064）

0 引言

智能制造(Intelligent Manufacturing，IM)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統。深化“產教”融合，加強校企協同創新，探索育人的新模式符合國家對于職業教育改革和發展的方向，特別符合建設多元辦學的現實要求。《國務院辦公廳關于深化“產教”融合的若干意見》和《國家職業教育改革實施方案》從總體布局、發展方向、改革措施和組織實施等為校企協同創新提供行之有效的主旨思路[1-2]。高等院校的校企協同創新實訓基地建設是實現雙方互惠互利，合作共贏的基礎性工程。

焊接是裝備制造業發展的基礎制造環節，也是目前高技能型人才缺口大，智能化裝備轉型升級快的新興行業。特別是近年來焊接機器人技術的大規模應用帶來設備、工藝、方法的全面革新，產業結構調整與轉型對焊接自動化方向高技能人才需求旺盛[3]。“智能制造”下焊接產業轉型升級，以焊接機器人為代表的焊接自動化技術發展使得傳統的教學和實訓基地不能滿足產業轉型升級帶來的新要求，創新建設基地及改革運營模式的需求迫在眉睫。

“智能制造”下，引入校企協同創新實訓基地的建設與運營,一方面要滿足教學和科研的需要，另一方面也能為合作企業提供新產品研究基地。企業項目引入院校，開展協同創新研發能夠激活高校教師的科研能力，及時更新教學素材，院校服務企業，為企業提供配套的研發資源，最終實現雙贏。

1 標準體系的機器人焊接實訓基地建設與管理

以標準體系標準建立機器人焊接實訓基地的目的就是為實訓教學創造高標準、更貼合一流的制造現場場景，能夠使得學生在院校的實訓學習即具備一定的工作能力和現場管理能力和國際化視野，以實現與未來企業工作崗位的無縫銜接，滿足企業的需求。同時機器人焊接實訓課程實施過程是一個復雜、多課程融合的教學過程，其中包含著材料、設備、人員、技術方案、質量管理、現場管理等諸多方面的知識。這類知識脫離實訓教學環境和課程目標，學生難以理解和掌握。

引入ISO9001 質量管理體系、ISO3834 焊接質量管理體系、ISO9606 國際焊工考試實驗方法及要求、ANSI/AWS D16.1M/D 16.1-2004 美國國家標準協會機器人電弧焊接安全規范等國際標準作為主要參考，結合相關的我國國家標準和行業標準等，加強對機器人焊接實訓基地的規范化建設和管理。機器人焊接實訓基地建設力圖結合現有的實訓基地條件，模擬從原材料管理、設備管理與維護、生產流程標準化和現場管理的全流程的標準化管控。該類標準通常是企業執行的最嚴苛標準參考，也是行業內的最高要求。企業通過該類標準認證，意味著步入高端制造業領域，產品才能進入國際高端市場。

在實訓基地的基礎建設方面，按照ISO3834 標準規劃、設計和建設焊材庫、設備庫、無損檢測實驗室，在實訓作業區域設置較為寬敞的機器人焊接工位，同時在機器人作業范圍內安裝半封閉式排煙除塵系統保障現場環境符合國家職業衛生標準。按照ISO9606標準規劃、設計和建設理論講授區域，配置焊工考核的信息化設備，構建理實一體化實訓室。此外，在建設標準體系的機器人實訓基地的布置中，實訓室和作業區域的設置與工作流程一致，具備理實一體化實訓教學的環境條件，實訓項目覆蓋機器人焊接技能型人才培養的體系。

圖1 基于標準體系的實訓教學與實踐工作流設計

2 校企協同創新機器人焊接實訓基地運營管理

2019年，《國家職業教育改革實施方案》（國發[2019]4 號）強調“積極吸引企業和社會力量參與，指導各地各校借鑒德國、日本、瑞士等國家經驗，探索創新實訓基地運營模式”[4]。實訓基地運營管理與企業市場競爭協同統籌與規劃，涵蓋生產制造領域和運營推廣領域，構建現代化的運營管理理論。在實訓基地的運營管理過程中，投入的教師、設備、物料、場地、教材等教學資源，更好地服務產業的發展，契合企業的需求。

高等院校實訓基地的建設通常需要投入大量的人力物力和較長時間，投入使用后又需要一定周期的教學磨合才能使其發揮效能。以焊接機器人為代表的高端裝備實訓基地的設備價值高、配套資源建設一次性投入較大，但是專業實訓課程教學量少，導致使用率偏低，極易出現投入與產出比例失衡的矛盾。

校企協同創新機器人焊接實訓基地的運營是提高實訓基地利用率、降低企業成本、提高企業效益、豐富高等院校豐富實踐教學資源的解決方案。

以運營管理提高實訓基地利用率，校企協同創新機器人焊接實訓基地由院校提供設備和師資，為企業的創新提供硬件和軟件的支持，為企業新產品研發與測試提供設計、制造和測試的實驗室資源。通過參與企業研發和試制過程，特別是高端實訓設備的共享機制，提高實訓基地的利用率。

實訓物料的管理直接體現了管理效率。實訓物料的存儲、使用、消耗過程的管理工作是實訓基地使用中重要的環節和內容。通過引入校企協同創新實訓基地建設，提高物料的周轉效率，避免物料貯存失效，實現分類管理，優化物料貯存量，創新物料管理模式，提高物流庫管效率。

以運營管理提高實訓教學效果，通過構建校企協同創新機器人實訓基地承接企業的部分研發任務，引入企業最新的案例豐富實訓教學的內容，同時為雙師型教師的職業發展和科研工作提供素材。校企協同創新應用在實訓典型案例開發、教材編寫、教法創新等方面提供廣泛的素材，提高實訓教學的效果。

校企協同創新機器人焊接實訓基地運營工作需要系統化管理，包括協同創新的研究方向確立、項目規劃、設備管理、原材料管控、工藝評定、質量管控、項目評價，最終實現運營從人、機、料、法、環五個維度實現閉環管理[5]。

3 打造服務型校企協同創新機器人焊接實訓基地

服務型的校企協同創新實訓基地才能吸引合作企業開展長期深度的合作，通過其服務能力，并以區域產業發展為導向，才能構建適合企業需求和院校人才培養的共享型實訓基地[6]。金屬材料加工行業的發展日新月異，特別是新材料、新方法、新設備、新工藝的導入使得行業發展持續更新，產業結構不斷的調整和升級。服務型的校企協同創新機器人焊接實訓基地建設，不斷強化服務優勢，不斷轉型升級，提高服務合作企業的能力，提高校企協同創新點深度。

通過引入企業橫向課題和產業創新基金的形式，加速企業項目為導向的協同創新，探索效率高、層次深、開放度高的協同共建形式。通過設置職業技能鑒定中心和企業培訓中心，建設校內校外“雙師型”教師庫，加強校企在職業資格鑒定和人員培訓方面的深度協作[7]。此外，校企協同創新機器人焊接實訓基地既可以成為行業、企業、院校的技能競賽場地，也可以為機器人焊接方向的創新創業提供孵化環境。

服務型校企協同創新機器人焊接實訓基地的另外一種模式為共享性資源服務平臺，服務行業發展與產能轉型升級[8-9]。在企業員工培訓與技能競賽方面，基地提供理論講授場地和競賽實操場地與服務；在職業技能鑒定方面，與相關部門通力合作，設置考點服務需求的學員；在行業技術交流方面，通過組織技術交流學術會議，促進技術發展，服務技術交易；在測試設備、儀器共享方面，通過基地平臺聯絡需求雙方實現資源共享；在二手設備交易方面，通過基地平臺促成需求雙方放心交易。

圖2 校企協同創新機器人焊接實訓基地服務范圍

充分發揮政府、院校、企業、行業協會等的引領作用，依托校企協同創新機器人焊接實訓基地建設，為院校人才培養，企業技術服務與支持，大眾創業、萬眾創新提供全方位的支持與服務。

4 結束語

在校企協同創新機器人焊接實訓基地建設方面，武漢城市職業學院與中國一冶焊接技術培訓中心開展合作，在企業專家的指導下建設含18 個焊接工位并配置排煙除塵系統的機器人焊接實訓基地，實訓基地獲批成為武漢市實習實訓基地。在實訓基地運營方面，基地主要承接鋼結構生產企業的試板焊接任務，目前已具備測試鋼板焊接能力、鋁合金罐體試板焊接能力和新焊接材料的焊接測試條件，同時依托湖北省焊接協會開展機器人焊接為核心的“產教學研”工作。實訓基地的運營結果表明，實訓基地初步能夠滿足行業內基本的試板焊接測試，未來在合作企業關心的理化分析、強度分析等方面還需要繼續加大建設力度。

“智能制造”下機器人焊接技術被廣泛應用于材料加工行業，逐步替代惡劣環境下的人工焊接作業。設備的更新與迭代帶來技術和產業的持續升級，高等院校的人才培養與社會服務需要與之對接，伴隨區域產業的升級轉型共同成長。校企協同創新機器人焊接實訓基地建設是校企合作模式全新的探索，首先高校遵循國內外行業標準建設符合標準體系的實訓基地，其次引入區域行業內有合作需求的企業，共同研發，共同探討人才培養，再次盤活資產，提高設備耗材的利用率和周轉率，打造服務型校企協同創新基地，最終通過校企協同實訓基地的建設加強校企合作，優化人才培養，助力區域產業發展。