淺談職業本科智能制造工程專業的實訓建設規劃

王曉榮

摘 要：工業4.0即‘互聯網+制造已經成為發達國家制造行業發展的重要方向。而據相關數據統計我國制造業還集中在技術密集型中，所以發展智能制造不僅是我國產業轉型升級的突破口，也是我們重塑制造業競爭優勢的新引擎，智能制造勢在必行。要實現‘中國制造2025規劃，各高校紛紛開設了智能制造專業，響應國家號召力大力發展能夠滿足智能制造行業要求的職業技能教育基地和培訓機構，用以不斷適應智能制造行業變革所需要的技能需求和人才需求。本文主要探討如何建設職業技能教育和培訓相關配套的實訓設施。

關鍵詞：智能制造 職業技能 課程體系 發展規劃

Discussion about the Practical Training Construction Plan of Vocational Undergraduate Intelligent Manufacturing Engineering

Wang Xiaorong

Abstract：Industry 4.0， or ‘Internet + Manufacturing， has become an important direction for the development of manufacturing industries in developed countries. According to relevant statistics， China's manufacturing industry is still concentrated in technology-intensive industries. Therefore， the development of intelligent manufacturing is not only a breakthrough for China's industrial transformation and upgrading， but also a new engine to reshape the competitive advantage of the manufacturing industry. Intelligent manufacturing is imperative. To realize the Made in China 2025' plan， various universities have opened smart manufacturing majors， responding to the national call to vigorously develop vocational skills education bases and training institutions that can meet the requirements of the smart manufacturing industry， so as to continuously adapt to the needs of the smart manufacturing industry reform. This article mainly discusses how to construct training facilities relating to vocational skills education and training.

Key words：intelligent manufacturing， vocational skills， curriculum system， development planning

1 緒論

隨著國家《智能制造發展規劃（2016-2020年）》和《中國制造2025》的出臺，智能制造作為主攻方向，同時也了解到我們國家的智能制造。中國的智能制造就是利用新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于整個零件設計、生產、管理、服務等制造單元的各個環節，是一種具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等多種功能的新型生產方式。根據高等教育法、依據《普通本科學校設置暫行規定》（教高[2006]18號）、《教育部關于“十三五”期間高等學校設置工作的意見》（教發[2017]3號），按照學校的發展規劃，結合我院的整體辦學條件和辦學實力，通過廣泛調研和論證智能制造專業的辦學條件、專業定位、專業培養目標、教學計劃、畢業生的職業面向和社會需求，特申請增設智能制造職業本科專業。

同時，教育現代化也提出了要深入實施“六卓越一拔尖”的計劃2.0，教育部2019年4月在天津召開啟動大會，主要就落實新時代全國高校本科教育和“新時代高教40條”工作會議要求進行宣講，決定全方面推進“六卓越一拔尖”計劃，引領推動‘四新建設工作（‘四新即新工科、新醫科、新農科、新文科），同時使高等教育教學改革深化，著力全面振興本科教育，提高本科高校人才培養質量。所謂的新工科其實是以互聯網和工業智能為核心，加上智能制造、云計算、人工智能、機器人等新興技術，“新工科”與“老工科”相比，更加強調學科的實用性、交叉性與綜合性，尤其注重信息通訊、電子控制、軟件設計等新技術與傳統工業技術的緊密結合。通過樹立創新型、綜合化、全周期工程教育的理念，推廣實施案例教學、項目式教學等教學方法，著力提升學生解決復雜工程問題的能力，實施卓越工程師教育培養計劃2.0。

智能制造專業人才培養對場地環境的要求較高，要搭建智能制造的環境，而且要在企業真實的智能制造項目中進行培養，經歷智能制造全流程，學校搭建這樣一個真實的場地和環境比較困難，所以建設智能制造流程（數字化工藝、數字化制造、數字化管理和智能產線等）虛擬仿真實訓教學基地是迫切需要的。

2 項目總體規劃

本項目的建設是依據國家對智能制造的定義，依據國家對智能制造人才的需求，根據學校教學的需要，對接相關產業，產學結合展現智能制造全流程的虛擬工廠場景和環境，滿足智能制造人才培養的需要。

本項目運用各種虛擬仿真技術，以“數據驅動、智能制造”的模式，以智能制造技術的“數字化管理（含生產計劃調度）、數字化設計、數字化工藝、虛擬制造”四個環節為主線，建設四個平臺，遵循“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則，來模擬企業智能制造模式是如何實現的，從企業的接到訂單后進入設計和工藝環節，進行工作流程定義和數據管理，從而生成BOM進入生產制造環節，通過數控加工等生產方式，最后完成產品制造。同時中心還調用真實生產制造環節數控加工設備的運行情況，匯總分析指導生產計劃。

3 建設方案初步規劃

本項目的建設基于，西安汽車職業大學的教學現狀及場地布局，智能制造教學方案分為兩期建設。具體的建設規劃及思路如下：

第一階段：建設智能制造虛擬仿真教學控制平臺

借鑒國外發達國家教育教學培養模式，采用項目式教學法進行分組規劃，提出一個任務，完成一個目標，作為小組共同的畢業成績。并借助實踐培訓中心可開展認知體驗培訓學習。建設的目標是實現學生在仿真虛擬軟件中體驗企業工作過程的教學模式，用于軟件教學及與實驗實踐教學一體化，便于展示企業生產流程過程的培訓，讓學生切身感受實現“校企合作”、“產教融合”“工學結合”、“項目教學”。

以視聽和多媒體交互等方式，通過對工業面臨的外部環境內部環境的分析，對于裝備行業、電子電氣、國防軍工、汽車零部件等行業模式分析、對行業企業業務現狀分析等，給學生以清晰的行業、企業認知，讓學生在入學之初就可以了解自己所學專業對應的工作內容和發展前景，為學生今后的人生規劃提供正確的參考。

按現代制造類企業真實生產流程規劃，建設數字營銷、創新設計、數字工藝、協同管理、數控仿真、智能制造認知體驗場景基地，形成從零件建模、數據源的設計——工藝設置——智能生產一體化流程都實施無紙化、數字化的生產過程監控管理。同時將企業中產品設計過程、工藝設置方案、生產流程體現出來，形成固定的行業、企業業務流程認知體驗中心。基于體驗中心的教學管理模式，可以讓學生在真實的制造類企業環境中進行行業認知體驗，使得學生的學習交流合作變得簡單便利，學習內部貼近企業、貼近崗位，學生真實的體驗到企業生產流程和企業管理達到專業教學與企業崗位、業務的“零距離”接軌。

第二階段：打造智能制造生產線實踐平臺

依據工信部“智能制造新模式”評定標準，智能制造數字車間或智能工廠的構成要包括生產設備智能化和生產過程智能化要素。智能生產設備包括多軸數控機床、工業機器人、3D打印裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備五類關鍵技術裝備。

本項目方案配置多軸數控機床（或加工中心）與工業機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備，建設自動化生產線，并通過智能光網絡、MES等技術將自動化生產線提升為智能產線，形成離散制造業智能制造生產線實驗平臺。

4 項目建設價值

學校高度重視職教本科試點工作，始終把提高教育教學質量擺在突出位置，不斷深化教學改革，以滿足行業、企業對人才的要求。智能制造專業的經過多方調研和審核才申報成功。新興的高新技術——智能制造虛擬仿真工廠的建立勢在必行。因為它擁有廣泛的應用前景，在不同領域中的作用、地位也越來越明顯。傳統的機械加工訓練中心由于其設備操作所具有的局限性，明顯已經不能滿足智能制造的相關教學工作內容。虛擬仿真工廠的建設能夠很好地彌補傳統機械加工訓練中心的缺點。

總之，虛擬仿真工廠在工程訓練中心的應用，將對學生實訓操作興趣產生巨大的影響，特別是在課堂中無法感受與接觸到的企業環境及實體，學生可以通過感官、聽覺、觸覺等對事物的發展規律有一個系統而全面的認知學習過程。在工程實踐教學綜合訓練中廣泛應用計算機系統控制，從而使教學的理念、環境和條件不斷更新完善，它的應用價值隨著科技發展會越來越重要。虛擬工廠有以下具體的建設價值：

1.運用虛擬工廠教學模式可以使學校教學過程達到最優化信息技術，同時也給傳統的教學模式增加了動態情景，注入了活力，使學生的學習進入了全新的學習環境，學生可以在學校期間就熟悉了企業生產、管理、服務第一線的工作流程，也給代課教師的教學帶來了便捷之處，面對實物講解，將問題目標化、具體化，不再是空洞的理論知識;縮短了學校培養人才的教學周期。

2.將企業的最新動態和企業的運作模式運用到虛擬工廠教學模式中，可以使學生提前達到企業的用人標準。為企業縮短了崗前培訓時間，可以大大提高企業的運作效率。

3.采用信息技術環境下的虛擬工廠教學模式，可以使學生身臨其境的感受到企業的運作模式，學生的學習目標更加具體化，使他們從學習中開發自己的興趣，進而引起鉆研的興趣。這一點無形中增強了學校與企業雙方的效益。

4.虛擬工廠教學模式可以促使校企雙方的合作密切化，企業可以審視內部人員在生產、管理、服務等方面的落后和不足之處，找到改進的方法，從而制定新的所需人才標準;學校的可以根據企業的人才需求標準重新制定人才培養方案，培養更適合社會的需求人才。同時學生的就業渠道逐漸拓寬，也提升了學校的影響力，達到了互惠互利的雙贏結果。

參考文獻：

[1]李曉雪.智能制造導論[M].北京：機械工業出版社，2019.

[2]豆大帷.新制造[M].北京：中國經濟出版社，2019.