基于虛實結合的船舶制造實訓基地建設分析

由廣輝，楊文林

渤海船舶職業學院，遼寧 興城 125105

職業教育作為一種教育類型，與普通高等教育最大的不同在于其鮮明的職業性特點，每個專業都對應著該領域職業的一系列工作崗位。實訓實習環節在高等職業教育人才培養過程中的比重較普通高等教育要大的多。從培養模式到教學模式，從專業建設到課程建設，處處突出實踐環節的重要地位。實訓基地作為實踐環節實施的重要載體，其功能顯得尤為重要。近年來已有工程類專業在實訓室設計和實訓平臺建設方面進行了虛實結合方面的探索[1-2]，在實訓基地建設方面也進行了虛實結合建設的研究[3-4]，但沒有針對船舶制造類生產性實訓基地基于虛實結合進行優化建設分析。裝備制造業領域的實訓基地有著鮮明的生產性功能和特點，以往建設的廠中校或者校中廠都間接說明了企業和學校在生產性這個點上是有交集的。但是由于企業和學校作為不同的主體，還是有著本質的區別，因此如何建設實現高等教育為目標的生產性實訓基地，實現與企業需求崗位人才無縫對接，具有重要意義。

1 船舶工程技術生產性實訓基地建設實踐

1.1 船舶設計模塊

船舶設計分為初步設計、詳細設計、生產設計三個階段，以制造或維修為主的船廠多在生產設計階段安排技術人員。高等職業教育培養的高技能人才主要是處于生產設計階段的設計員。該領域除了船舶專業基礎課程和相關的專業課程外，還有專門針對這個模塊的課程，如船舶CAD/CAM和船舶生產設計，為此配套的實訓基地模塊為船舶設計實訓室，目前已建立多個船舶設計實訓室，同時在渤海船舶重工有限責任公司建立兩個校外實訓教室。主要給學生進行AUTOCAD、校外船廠實訓教室的TRIBON等主流設計軟件的學習。

1.2 鋼料加工模塊

完成船舶生產設計任務后，要對已經過檢驗的鋼板進行加工處理，為后續的零件部件制作做準備工作。利用軟件完成套料后，就可以對表面處理過的鋼板進行號料和下料處理。此階段涉及的基本工作有：利用除銹設備對鋼板進行表面處理、對鋼板進行校平、對型材進行加工等。專門針對這個模塊的課程有船舶建造工藝的鋼料加工部分、鋼料加工，對應的工作崗位是下料工等。為此配套的實訓基地模塊為船舶鋼料加工車間，目前該車間配備的設備有三星輥卷板機、折彎機、剪板機、液壓機等鋼料加工處理設備。

1.3 船舶裝配焊接模塊

完成鋼料加工后，需要對成型的板材和型材進行裝配焊接工作。專門針對這個模塊的課程有船舶建造工藝的裝配焊接部分、金屬材料與焊接工藝、造船生產管理、造船質量檢驗的部分內容。對應的工作崗位是船舶裝配工、焊工、管理員、質檢員、工藝員等。為此配套的實訓基地模塊為船舶裝配焊接車間，目前該車間配備的設備有手工電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、氧乙炔釬焊等船舶裝配焊接設備。

1.4 船舶搭載合攏模塊

在完成裝配后，會根據船廠船臺或船塢的規模，以及起重設備的起吊能力進行分段起吊搭載合攏工藝的編寫，指導完成船舶起吊搭載合攏操作。專門針對這個模塊的課程有船舶建造工藝的分段搭載合攏部分。對應的工作崗位是起重工等。為此配套的實訓基地模塊為船舶分段搭載合攏車間，目前該車間配備的設備有10噸的梁式起重機2臺和32噸的梁式起重機1臺。

1.5 船舶涂裝模塊

船舶涂裝貫穿船舶建造全過程。專門針對這個模塊的課程有船舶涂裝工藝，對應的工作崗位是涂裝工、防腐蝕工等。為此配套的實訓基地模塊為船舶涂裝施工車間，目前該車間配備的設備有小型噴砂演示裝備、涂裝工具等，設有專門的油漆庫房。

1.6 船舶舾裝模塊

船舶舾裝分為艙內舾裝、機舾裝、電舾裝和鐵舾裝。現有建設是以鐵舾裝為主線進行實施。專門針對這個模塊的課程有船舶舾裝工藝、船體放樣，對應的工作崗位是冷作工等。為此配套的實訓基地模塊為船舶舾裝車間，現有鈑金臺及配套工具、舵設備、錨設備，并配有多個放樣間。

1.7 船舶下水模塊

不論是船臺、干船塢、浮船塢，船舶都是在無水區域進行建造。建造完成后，需轉移到水里。下水方式很多，都是根據建造區域的特點選擇最適合、經濟、安全的下水方式。針對這個模塊的課程有船舶建造工藝的船舶下水部分。為此配套的實訓基地模塊為船舶下水演示車間，目前該車間配備有按比例制作的船舶下水演示裝置。

2 船舶工程技術生產性實訓基地建設優化

按照骨干校期間的建設思路，后骨干校期間、教育部三年行動計劃期間、遼寧省高水平院校和高水平特色專業群建設期間，對船舶工程技術生產性實訓基地的建設和升級都是按照對接教學過程和船舶建造過程、對接教學內容和行業標準、對接學校學生身份和企業職工身份的“三對接”建設思路進行內涵建設的。

學校生產性實訓基地的特點是兼具生產功能和教學功能。由于船舶制造行業的特殊性，其與以機械行業為代表的其他制造業有著很大的不同，船舶工程技術生產性實訓基地的生產功能往往體現在生產中間產品而非最終商品。很多制造場景無法依靠縮小規模來實現，甚至按比例縮小實現也很困難。加上船舶制造總周期較長，直接套用在教學和培訓上對船舶制造的系統性和完整性都提出了挑戰。即使能夠真槍實彈進行操作，成本和安全也遠超一個學校的承載能力。如何規避劣勢發揮優勢，既能實現基地的生產功能和培訓功能，又能在成本、安全、系統和完整方面很好覆蓋，是基地建設優化所需要考慮和解決的問題[5]。能實不虛，虛實結合是對船舶工程技術生產性實訓基地建設進行優化的一個指導思想。下面將以船舶建造過程中一些關鍵節點的實訓基地建設優化為例進行說明。

降本增效常常在企業里提的較多，是企業的追求目標，但對學校的實訓基地建設也同樣有著指導意義。從成本控制角度考慮，船舶下料和船舶焊接成本較大。船舶下料的技能點是掌握如何編制下料文件，利用數控等離子切割機對鋼板進行切割，最重要的技能點是在并不是很耗費成本的編制下料文件上，而非實際切割上，因此船舶下料可以利用虛擬軟件進行下料文件編制，不限次數的利用虛擬切割機進行切割，而實際的切割作為現場觀摩感受環節，達到既節省成本又提高效果的目的。

船舶裝配焊接與下料不同，因為手工的技能與操作自動化機器自動完成還是有很大的不同。針對這種類型的訓練可以把焊接中一部分技能前移至虛擬器上，通過操作虛擬器來完成一部分焊接技能的訓練。目前國內外研究熱點的數字孿生技術已開始應用在該領域，起到銜接虛實的關鍵作用。

船舶下水、分段搭載等目前最好的解決方法是利用虛擬環境進行訓練。即使是按比例縮小的下水裝置和小型分段搭載也難以實現每個同學多次訓練。此時虛擬應用軟件能起到快速領會船舶制造特點和消化該領域技能知識的效果。

船舶工程技術生產性實訓基地將來建設優化的方向是實現與其并列配套的虛擬船廠和船舶智能制造仿真基地。虛擬船廠里面需要解決各個配套的虛擬車間和虛擬設備，生產的產品可以是船舶，但不是鋼制的實船而是一個數字船舶。針對船舶生產管理這樣課程的實施會起到更好的效果。除了校內教學外，對外培訓領域對于船廠的職工學習來說，這樣的學習環境比單單在船廠里面慢慢邊工作邊學習更有優勢。因為其不必受限于船廠的造船進度，在虛擬船廠中可以隨時隨地從任意節點切入，完成薄弱環節的反復訓練，滿足不同學員不同學習進度的個性化需求，在培訓學員數量大的時候這個優點會更加明顯。

對于需要統籌全局進行訓練的管理類技能通過虛擬船廠可以反復訓練，進行全造船周期的訓練而不受實際造船節點的影響。虛擬船廠和船舶智能制造仿真基地在實習實訓和培訓角度有著不可替代的優勢，但是它們不能完全替代生產性實訓基地的實際操作和船廠的真實生產環節，只有兩者有機的結合在一起，才能揚長避短，發揮最大的效果和作用。