數字化賦能的職業院校智能制造公共實訓基地建設研究

張玉香 孟凡文

■摘 要：為解決公共實訓基地先進技術匱乏、統籌規劃不足、共享程度不高、社會服務能力不強等問題，濟寧職業技術學院將工業互聯網、數字孿生、工業機器人、虛擬仿真、人工智能等融入公共實訓基地建設，搭建智能制造領域專業人才培養平臺，建設產教融合基地和技能培訓基地，推進新時代數字化公共實訓基地建設，形成數字化賦能實訓基地建設的實施路徑和典型做法，并在高職院校公共實訓基地建設進行宣傳推廣。

■關鍵詞：公共實訓基地；智能制造；數字化賦能；職業院校

■課 題：本文系山東省高等學校青創人才引育計劃項目（項目編號：2019189） 、山東省職業教育工程機械智能控制技藝技能傳承創新平臺項目的研究成果。

公共實訓基地作為設備與資源共享型實踐基地，能為職業院校、科研院所及培訓機構提供教學、培訓、科研、職業技能鑒定、技能大賽和技術合作等服務，促進產、學、研、用、創有機結合，作為高素質技術技能型人才培訓基地，為產業發展提供強有力的技能人才支撐。數字化賦能主要指在公共實訓基地建設中融入智能制造技術平臺、智能制造軟件系統、智能裝備及機器人集成、工業物聯網云平臺、虛擬仿真系統、MES與數字孿生等先進技術，開展面向智能制造領域的職業技術培訓，為區域培養高素質技術技能型人才，為傳統制造業的轉型升級提供支撐平臺，提高裝備制造生產力水平及技術技能創新競爭力。

利用數字技術賦能，將工業互聯網、數字孿生、人工智能等先進技術等融入公共實訓基地建設，搭建智能制造領域專業人才培養平臺，對推動先進技術融入教育教學、虛擬仿真資源建設、師資團隊技能提升、實訓基地共建共享、校企雙元協同育人等都具有重要意義。

一、數字化實訓基地建設存在的主要問題

（一）數字化建設與虛擬仿真技術融合不緊密

曾照香等認為職業院校虛擬仿真實訓基地建設存在數字技術與職業教育互融不夠、虛擬仿真技術在實踐教學中應用較少、仿真基地建設標準缺乏等問題，提出通過建設實訓場景及共享平臺、數字仿真資源、打造師資隊伍以及創新運行體制機制等，實現職業院校智能制造虛擬仿真基地建設的突破。張君霞等通過總結和分析當前高職院校實訓基地的現狀、問題及原因，提出構建具備教學屬性、生產屬性和社會屬性的復合共享型實訓基地，對促進高職教育融入產業鏈、服務地方經濟和戰略新興產業具有重要促進作用。但如何通過管理平臺、學習資源庫、數字化技能教室和智慧實訓中心等方面的建設，有效推動公共實訓基地的信息化和智能化建設缺乏統一規劃和標準參考。

（二）數字化技術融入信息平臺建設受阻

現有研究更多關注把數字化技術和信息技術作為一種教學手段如何應用的問題，但如何將數字化技術融入實訓基地建設，讓實訓基地建設方案和設備配置具有代表性和示范性，企業參與實訓基地和實訓資源建設，在信息技術支持下搭建公共實訓基地層面管理平臺，把數字信息平臺作為一個先進技術載體對實訓基地建設進行規劃、對實訓體系建設優化等未有涉及。

（三）數字化賦能實訓基地建設尚無成熟經驗做法

在智能制造快速發展的背景下，在產教融合、校企協同育人模式下，培養裝備制造類創新型技術技能人才成為新時代高職院校需要探索的重要課題，校企深度融合的數字化公共實訓基地能為人才培養提供技能提升和技術創新場所，而如何探索產教融合基地規劃和實施辦法以及數字化賦能實訓基地，尚沒有可借鑒的成熟經驗和實施方法。

二、數字化賦能實訓基地建設方法

（一）校企共建產教融合實訓基地

筆者所在學院依托全國職業院校數字校園和國家級教學資源庫，配置一批虛擬仿真實訓教學系統及設備，校企協同搭建虛擬仿真智慧共享云平臺，建設展示體驗區、實訓教學區和新媒體創研區，建成“德能并重、訓創并舉”國家示范性虛擬仿真實訓基地，創新契合虛擬仿真教學、校企協同共建、資源調配共享模式。加強與公共實訓基地建設相關的基礎設施建設、實訓中心（室）建設和實訓資源建設，配置與企業生產匹配的實訓設備，形成基礎技能實訓中心、專項技能實訓室、生產性實訓中心、“1+X”職業技能等級培訓考核中心、校外實訓基地相輔相成的產教融合實訓基地，滿足校內實習實訓、企業與社會技能培訓、產品研發和社會服務等功能要求。

（二）搭建線上線下共享型仿真教學平臺

運用智能裝備和高端工業軟件（ERP、SCM、MES、PLM）規劃、建設智能制造實訓基地，搭建工業互聯網云平臺，利用 AR、VR、MR 等新一代信息技術以及機器人技術、數字孿生技術、視覺與人工智能技術，將智能制造技術平臺、智能制造軟件系統、智能裝備及機器人集成、物聯網的開發與技術服務、智慧工廠規劃設計等融入公共實訓基地建設，探索數字賦能公共實訓基地建設的路徑和實施策略，為建設產教融合型數字化公共實訓基地提供典型案例和成功經驗，起到示范引領和宣傳推廣作用。

以數字孿生與MES系統、工業機器人、高端數控加工、工業互聯網為主要技術賦能方向，與地方主導企業深入合作，構建產教融合實訓體系，圍繞智能制造主題，打造線上線下共享型仿真教學平臺。建立基于職業工作的混合式平臺，為學生提供多種交互學習支持工具。學生在接近企業真實的工作情境中，通過自我調節的行動對技能知識進行建構，建立新的學習范式。建設一批 VR/AR 技術支撐型教學實訓設施，開發一批具有虛擬仿真教學特色的課程和教學資源，打造一支VR/AR專業教師教學創新團隊，全面推進信息技術與職業教育深度融合。

（三）構建線上線下結合的智慧共享云平臺

基于新一代云計算技術和先進的服務管理體系建設智慧云平臺，以提高實訓基地的管理水平為宗旨，實現實訓資源的共享和實訓基地的科學管理。使用智慧教室、PC、手機、PAD、VR“黑板”、觸控顯示屏、PICO、HTC、大鵬等頭盔顯示器，登錄云平臺，鏈接VR 教學資源，即時使用，滿足單機的虛擬仿真軟件資源在互聯網上在線使用，支持普通單機版，使數字資源推送由原來的“被動反饋”向“主動預測”過渡，從而實現從“人找資源”到“資源找人”的轉換。

資源中心為實訓用戶提供統一的教育資源管理、共享、使用、服務的平臺，通過安全、高效、便捷的教育資源維護，以及對自有資源的共享與自我管理，強調資源的共建和應用，解決資源不能共享、數據不匹配、應用系統之間數據不互通等資源孤島問題。統一文本、圖片、動畫、視頻等各類素材的建設標準，避免教學資源的低水平重復開發，形成良好的共建共享機制。創建資源庫平臺運行管理和更新維護機制，促進數字教學資源持續更新，以滿足教學和技術發展的需要。實現資源使用的智能化，通過統一標準進行資源聚合，形成結構化大資源池，結合人工智能和大數據，構建用戶特征與資源推送精準匹配的智能體系，提升資源推送的效率和準確率。

（四）建立基于數字化實訓基地建設的混合式學習系統

通過大數據、互聯網和人工智能，實現數字化教學的可跟蹤，對自主學習過程進行再利用，重構公共實訓基地、職業院校和培訓機構提供教育服務的形態，促進職業院校和企業采用更高層次的學習與組織方法。利用現代數字化技術、虛擬仿真技術、人工智能技術把工作過程以相對真實、多方面、復雜和整體的方式展示出來，為學生學習和參加培訓提供高效、有趣、全新的選擇。

基于生產實際及學生將來工作崗位的需要，運用“AR/VR”等前端虛擬仿真技術進行職業教育虛擬仿真實訓基地建設，構造出適合教學任務的多種三維教學環境，真實地再現和模擬職場情境，將任務的學習置于特定的工作情境之中，融“教、學、做、育人”為一體。

（五）打造工程機械智能制造高端實訓基地

結合筆者所在學院當地工程機械產業背景，校企雙方投入專項資金建設示范性虛擬仿真實訓基地，主要建設工程機械電控系統、工程機械液壓系統、工程機械傳動、工程機械發動機、智能化產線、數控多軸、工業機器人編程與安裝調試等新仿真資源，建設工程機械數字文化館、工程機械數字孿生實訓室、工業互聯網實訓室、工業視覺實訓室等具有數字化背景的專業實訓室，打造數字化引領、虛實結合的工程機械智能制造高端實訓基地，該基地既可服務于學生實訓、技能鑒定，也可用于區域主流企業的職工培訓、技術服務和科研開發，實現校企共建共享。

三、結束語

通過具有可操作性、可移植性的公共實訓基地建設、數字化賦能實訓基地建設、虛擬仿真平臺建設、混合式學習系統構建，形成數字化賦能實訓基地的典型做法，打造數字引領、培訓與技術服務一體、科研與創新并舉的高端智能制造實訓基地，真正實現校企共建共享、融合雙贏。

參考文獻

[1] 曾照香，劉哲，李金亮.新時代職業院校智能制造虛擬仿真實訓基地建設研究[J].教育與職業，2022（9）.

[2]張君霞，杜崗，吳峰，等.職業教育新占位視域下校內實訓基地建設多屬性機制研究[J].科教文匯，2022（3）.

（作者：張玉香，濟寧職業技術學院專職教師；孟凡文，濟寧職業技術學院機電教研室主任）