基于企業真實項目的創新型智能制造人才培養研究

趙江平，姚貴發

（廣東嶺南職業技術學院，廣東 廣州 510663）

0 引言

在適應經濟發展新常態和深入實施創新驅動發展戰略的大背景下，加強對大學生的創新意識、創新精神和創新能力的教育和培養，是目前高等教育應該承擔的重要職責[1]。近年來，高職院校不斷創新校企合作模式，通過校企合作平臺，選擇在一些社會責任感較強的企業設立企業教師工作站，使教師有機會接觸最前沿的科技，及時更新知識，掌握最新行業發展動向，為學校人才培養模式改革提供行業企業的信息，使教學內容貼近生產一線，使人才培養質量符合社會要求[2]。以廣東嶺南職業技術學院機電一體化專業為例，進行創新型智能制造人才培養的探索與實踐，取得了較好的成效。

1 建立“邁雷特”教師工作站進行“創新項目”教學

1.1 為教師了解行業先進技術提供實踐場所

邁雷特公司主要將數控系統運用到3 個領域：數控齒輪機領域、飼料及生物制粒機模具領域和木工機床領域。該公司擁有數項關鍵核心技術，如：工業安卓智控系統及軟硬件一體化技術、集成多種核心控制算法、多軸聯動運動控制技術、工業數學仿真系統等眾多關鍵共性技術的突破性成果，多項技術指標已達國際先進行列。公司承擔多項省級科技項目，獲得科技專項資金支持，擁有近100 項知識產權及軟件著作權。在公司設立了教授工作站，為學校師生了解行業先進技術發展情況提供實踐場所。

1.2 企業真實項目“飼料環模加工生產線技術”實踐

以公司飼料環模加工為教學案例，如環模加工涉及8 道工序，為解決工序自動化，需要一系列設備集成生產鏈，實現無人操作。每道工序之間實現無縫聯接，進行全流程的數據通信和信息共享，實現加工工藝的有序驅動和品質跟蹤，將產品全生命周期的信息集成化、數字化，實現從設計制造到在線監控，通過數據實時反饋的閉環生態制造模式。（1）主軸機構及控制系統：針對環模鉆孔過程中的高壓冷卻液輔助排屑系統及行程較大的要求設計主軸結構。多軸同步運動控制系統采用配套10 軸（運動軸）8 通道（工作主軸）的控制系統實現同步運動控制，保證同時加工八孔質量的一致性。采用柔性進給控制系統設計，適應加工產品的多樣性，提升機床的適用性。（2）高硬度材料曲面深孔加工工藝優化：針對材料及刀具，開發加工工藝數據庫。結合環模曲面深孔鉆頭入鉆及斷針機理，設計輔助排屑裝置及冷卻液多級精密過濾系統，高壓冷卻及細微切屑的過濾清理系統。（3）鉆頭磨損及斷裂監控系統：系統實時采集鉆頭磨損信號，保障鉆孔過程安全有效。對加工過程中突發斷針的現象進行力矩傳感監控，斷針立刻停機報警，降低對主軸的沖擊。（4）免維護自潤滑升降傳動裝置關鍵部件設計：通過材料及結構創新設計自潤滑、免維護的升降傳動核心零件，解決因主軸及工作臺旋轉結構導致升降機構核心零部件的維護存在較大的問題。

1.3 校企雙師協同育人

在企業建立教師工作站，工作站成員主要由學校的老師、企業的工程師，還有部分優秀學生組成，主要任務是培養學生設計創新能力，提高教師掌握新技術和服務社會的能力[3]。邁雷特公司擁有先進的全自動生產設備，全面的檢測設備，如國外進口精密導軌磨床、三坐標測量儀、數控龍門加工中心、臥式加工中心、軟硬件開發平臺、振動試驗臺、生產測試維修用的儀器儀表等50 多臺。在公司可進行機電一體化專業部分課程實踐環節訓練，能完成課程設計和實習等教學任務，可以具備30 ～60 人/學年的學生實踐能力培養。訓練內容主要涉及機械工程測試技術、機械設計、環模機械、電路設計、數控齒輪加工系統、液壓與氣動技術、機電設備采購與維護等多個方面。教師工作站的另外一個工作目標就是以專業帶頭人、企業高級技術人員為核心，帶動和培養年輕教師提升和擴展其教學、實踐、創新、設計的能力，培養具備一定技術開發能力的優秀學生。

2 建立適應產業發展的英達思訊智能制造工作室

2.1 公司為教師教學和學生學習提供智能制造車間實境

英達思迅公司是一家專注為制造工廠提供智能化設計、提供工業互聯網一站式方案的高新技術企業。公司為客戶提供一體化智能工廠、注塑行業-迅塑MES、飼料加工行業MES（MES(Manufacturing Execution System)即制造企業生產過程執行系統，是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統、數控行業MES、注塑云平臺、先進的自動化智能設備、工業機器人應用技術、CCD 視覺影像技術、大數據采集及存儲技術、檢測設備及系統、設備集控云平臺、工業APP 等業務方案。公司在智能工廠信息化領域擁有一系列自主知識產權，累計獲得相關專利18 項，國家軟件著作權100 項，為學校教師教學和學生學習提供了生產一線技術內容。

2.2 先進制造數字化轉型--注塑業MES 系統案例

廣東英達思迅智能制造有限公司自主研發的注塑MES 系統，以過程監控為基礎，以生產過程為核心，結合精益管理理論，用最新IT 信息技術手段與自動化技術實現循環作業管理、現場實時管理、可視化看板、權責分控、標簽管理、事后追溯等。注塑MES 系統平臺有六大功能模塊：計劃管理、生產管理、質量管理、設備管理、倉儲管理、電子看板平臺，以及四大應用套件：數據采集系統、移動應用系統、電子數據交換平臺、報表決策分析系統。每個功能模塊和應用套件都可作為獨立系統運行，企業可根據需求進行自主選擇和組合。對于注塑制造車間的管理信息系統，通過數據采集器、條形碼和掃描槍等數據采集手段，實時采集車間生產現場的設備運行狀況、模具狀態及制品、物料、訂單及品質等信息，創建完整制造鏈的制造信息數據庫、生產管控和質量管理平臺，實現生產現場的透明化管理，達到生產過程追溯和管控的需要，能與ERP/MRPII 等信息系統對接和交互，提高車間生產相關部門信息共享和協同的效率，提升企業的核心的競爭力。以訊塑MES 系統為案例，項目總共投入150 萬元，客戶自行購買硬件，聯機180 臺注塑機，安裝80 套MES 操作終端（觸控一體機+標簽打印機+掃碼槍），包含注塑車間生產流程的無紙化、數字化管控。項目實施后實現了實時監控人、機、料，可遠程實時跟蹤訂單執行情況；建立注塑機、模具、員工之間的檔案，優化生產搭配；提供自動報表功能，減少人工統計，降低管理成本；大幅提升調機效率，穩定產品品質；降低對人員的要求，減少人為因素；根據實時工藝參數生成工藝管理數據庫，記錄工藝參數修改記錄，實現工單的全過程追溯[4]。

2.3 建設“實境教學”的企業實踐場所

隨著智能制造的快速發展，越來越多“以人為中心”的高技術含量設備在制造業企業生產過程中廣泛應用，越來越多的傳統工作崗位被以解決問題為導向的綜合任務替代。制造業企業迫切需要“一流”的智能制造應用型人才。延伸到企業一線實現校企深度融合的英達思訊智能制造工作室，通過學習注塑業MES系統案例，使師生共同學習到注塑行業生產設備網絡化、生產數據可視化、生產過程透明化、生產現場無人化等先進技術應用，了解基于工業大數據和“互聯網”的智能工廠。

3 龍寧公司自動化創新設計工作室

3.1 企業工作室成為學生就業并進入工作狀態的重要平臺

龍寧自動化設備公司是智能自動化包裝整體解決方案的提供商和服務商，是一家集非標自動化機械設備的設計研發、生產制造、市場銷售和售后服務于一體的智能自動化設備公司是工作母機入庫企業、高新技術企業。服務領域涉及食品、飲料、制藥、五金、化妝品和化工等行業，同時企業工作室便于校企雙師與學生溝通交流，能夠與行業進行零距離接觸，拓展學生學習思路使其在輕松的氛圍中積極汲取并應用專業知識。

3.2 “5+3”創新創業項目內涵

“5+3”是學校在實施雙創實踐活動提出的概念，是指：學生在校期間要參加真實項目的創新創業教育，5 指一個項目團隊由5 個學生組成，3 指每個團隊由3 位導師參與指導，包括創業導師、專業導師、企業導師和，學生在校期間需完成包括專業項目、電商項目、和公益項目的至少1 類項目，以學生負責組建團隊體驗5 種不同的崗位角色，通過雙創教育真實項目的實踐和實戰，培養主動學習、勇于創造、具有后續發展能力的創新創業型人才。

3.3 “清水植保機”創新創業項目實踐

校企融合，學校教師、企業工程師、學生共同研發制作了一款技術先進、性能穩定的臭氧除病蟲害設備，噴灑原料是清水，在機電一體化設備內產生含有臭氧成分的水對農作物實施噴灑，達到滅菌殺蟲的目的，從而代替高污染、高殘留的農藥。根據設計功能的要求建立設備的基本結構模型，并根據已建立的設備結構模型設計該設備樣機結構圖，設計設備的操作使用方法；根據裝置的設計要求，選擇臭氧發生器、氣液混合泵、噴灌系統、氧氣分子篩等相關配件，設計控制系統的結構形式及相關電路。根據操作條件以及噴灑對象選擇適當的控制命令，實現智能型清水植保機控制。操作控制設計主要包括控制面板的設計、臭氧清水混合液濃度調節的控制、噴灑流量的控制，通過控制各個噴灑因素，達到最好的噴灑效果；收集整理詳細的臭氧放電室功能參數，并對臭氧發生系統的電壓、頻率、氣體流量等條件分析和試驗調試，通過對臭氧氣體的產生量的控制，調節臭氧在水中的濃度。項目實施后可解決農業農藥殘留問題，降低農藥和抗生素的用量，降低農作物的生產成本，降低農藥對操作人員、土壤和益蟲的損害。學生參與項目設備設計制造的全過程，培育學生主動學習的精神、運用知識的能力，從而引導學生形成獨立思考問題、勇于創造、開拓進取的主體意識。

3.4 成效

“清水植保機”項目作為學校“5+3”雙創實踐項目，企業工程師、學校教師共同指導學生參與設計制造，一年來共同申情發明專利2 件、授權實用新型專利1 件、獲得2 項軟件著作權。龍寧公司自動化創新設計工作室給予學生一個更廣闊的創新實踐交流平臺，學生以“清水植保機”項目參加了2020 第七屆“創青春”廣東青年創新創業大賽獲三等獎，獲2021 第十六屆“挑戰杯”廣東大學生課外學術科技作品二等獎，創新實踐能力得到較大提升。在企業真實項目實踐教學過程中，關注課程研究，根據教師所提出的課題、社會項目等，為學生提供接觸社會的機會，為學生未來的職業規劃發展奠定基礎。

4 校企協同育人實施路徑與經驗

4.1 了解企業需求，明確人才培養方向

現在的職業教育培養的學生滿足不了市場的需求，最主要的原因是學生在學校所學的知識滿足不了市場的需求。教材、教法沒有充分體現出現代新工科職業教育的特點，學生所學知識的實用性與企業行業技術需求有差距。通過教師企業工作站、工作室校企融合全天候、生產性實習、實訓全過程，切實提高學校與企業的課堂教學質量與實際生產力，定期與相關企業對專業設置進行把脈診斷。

古語云：知己知彼，方能百戰不殆。只有了解公司的情況，以及企業對高職學生各方面素養的相關要求，才能對今后的培養方向做出調整，從而培養出更符合企業需求的應用性人才。學院教師定期與企業技術人員交流座談，了解公司機械設備及有關零部件的圖紙設計、安裝和試運行；熟悉機械設備的操作規程；參與企業機械設備中存在的缺陷及時進行技術改造或調整工作；參與公司機械設備進行升級改造以提高機械效率。以專業帶頭人、企業高級技術人員為核心，帶動和培養青年教師提升和擴展其教學、實踐、創新、設計的能力，培養適應企業技術需求的實戰型高技能人才。

4.2 優化隊伍結構，打造雙師創新團隊

高職院校人才培養目標要求學校必須擁有一支業務精干、富有活力、結構優化的雙師型教師隊伍。雙師型教師是提高學生就業競爭力的引路人，在一定程度上代表和決定了所在院校履行社會角色定位的水平與質量。“從企業中來，到企業中去”，高職教師應緊跟時代步伐，加強職業能力學習，校企協同建立具有產業背景的創新型和開放式的雙師型教師駐企工作站，建立教師定期到企業實踐制度，按照有關規定聘請企業兼職教師，聘請企業工程技術人員、高技能人才和能工巧匠擔任學校專兼職教師。使工作站具有先進的實踐教學體系、健全的管理運行機制、開放共享的教學資源、高素質的師資隊伍、標志性的改革成果和一流的教學質量，同時學校也建立了“雙師”結構教師隊伍激勵機制，保障教師的各項權益，確保教師隊伍的教學能力、科研能力、創新能力不斷提高，提高教師參與教育教學、科學研究、社會服務等各項工作的積極性，達到培養面向行業產業的高素質技能人才的目的。

4.3 建立新工科校外項目創新實踐教學基地

隨著智能制造的快速發展，越來越多“以人為中心”的高技術含量設備在制造業應用，越來越多的傳統工作崗位被智能化生產替代。制造業企業迫切需要“一流”的智能制造應用型人才[5]。建立新工科校外項目創新實踐教學基地，教師駐企工作站，有針對性地培養適應企業技術需求的實戰型高技能人才。在工業園區企業內建設“實境教學”的企業真實項目教學工作室，將企業真實項目作為專題，由學院資深老師和企業有經驗的工程師一起帶領學生組成團隊共同研究開發，將企業工作站作為創新實踐基地，使學院教師和企業技術人才相互滲透，以專業帶頭人、企業高級技術人員為核心，培養青年教師提升和擴展其教學、實踐、創新、設計的能力，共同培養適應企業技術需求的實戰型高技能人才；探討將行業標準和技術發展對人才的要求融入到專業人才培養方案，組建高水平、結構化教師教學創新團隊，及時將新技術、新工藝、新規范納入教學標準和教學內容，培養適合企業工作崗位實戰型人才，推進創新教育教學改革；解決經濟發展轉型、換代升級過程中的人才“瓶頸”問題，也為職業院校自身解決人才培養過程中資源短缺等問題拓寬途徑。

5 結語

在“企業課堂”中，共享企業的設備、人才、管理和文化資源，為學生提供實習實訓場所和高水平實操指導“師傅”，實現了實境教學。實行企業教師與學校教師結對教學模式，教師與企業工程師共同指導學生實訓項目，使人才培養密切結合企業實際，將課程改革的著力點落實到生產一線，充實學生實訓內容，讓課程體系扎根在企業，提高了人才培養的質量。