工業機器人應用與維護專業產教融合人才培養新模式的實踐與探索

■摘 要：為應對“機器人+”新模式、新業態的出現對工業機器人應用與維護專業提出的挑戰，技師學院必須立足產教融合，創新適應產業發展新形勢的人才培養模式，不斷深化與行業、企業的合作，解決好優化工業機器人人才培養軟硬件環境、搭建提升工業機器人綜合應用能力平臺的問題。本文以嘉興技師學院的實踐案例為樣本，探索產教融合人才培養新模式，以供同行參考。

■關鍵詞：工業機器人應用與維護；產教融合；人才培養

2017年，浙江省人民政府出臺《浙江省“機器人+”行動計劃》，指出要根據行業發展新業態推進機器人應用和產業發展，在“中國制造2025”的框架下，用“機器人+”新模式、新業態促進生產方式的轉型升級，推動提高產業發展的智能化水平。目前，企業需要大量的機器人相關專業的高技能人才，為此學校工業機器人應用與維護專業，不斷推進產教融合向縱深發展，通過校行企三方聯合共建共育人才的方式為區域經濟轉型升級提供了強有力的人才支撐。

一、在“機器人+”時代立足產教融合培育高技能人才的重要性

（一）整合各類資源的需要

“機器人+”新模式、新業態的出現對工業機器人應用與維護專業現有的實訓基地提出了新的要求，這就要求學校根據行業產業的新發展、新變化打造更加符合時代要求的新實訓基地。在產業革命背景下，遵循信息教育的教育新形態發展要求，在產教融合的基礎上創建工業機器人虛擬仿真實訓基地，以更好地滿足教師的教學需求和學生的學習需求。除此之外，為緊跟市場發展動態，探索建立企業參與的資源共建共享機制勢在必行，學校需借助企業提升課程開發、專業教學資源庫建設及應用的水平。

（二）推動教學改革的需要

“虛實結合、理實一體”是實訓教學的指導方針，立足于產教融合，便于學校根據企業實際需求創建教、學、做一體化的教學模式。工業機器人應用與維護專業實訓課程的教學項目，一般分為虛擬訓練和真實操作兩部分，教師根據企業實際生產過程引進虛擬仿真、數字孿生、人工智能等先進技術，堅持以實帶虛、以虛助實、虛實并舉的原則，在實體教學與虛擬教學的實際教學過程中，提高教材設計、教法創新、學習評價能力，全面提高教學效果。

（三）探索育人模式的需要

在產教融合協同育人的背景下，學校不斷擴展與企業合作的深度與廣度，積極探索校企合作、訂單培養等多樣化的人才培養模式，創新企業課程學習模式，在專業建設、課程開發、技術研發、員工培訓等諸多方面形成資源共享、人才共育的產教融合協同育人機制，實施多學段、工學交替的教學模式，完善學生定崗實習的制度。

二、學校人才培養面臨的挑戰

（一）學校需要良好的工業機器人人才培養軟硬件環境

隨著工業機器人專業的快速發展，部分學校原有實訓教學條件和實訓教學模式已無法適應人才培養需求。面臨以下挑戰：一是原有實訓工位數與學生數不匹配；二是原有實訓設備功能與教學內容不匹配；三是原有實訓教學模式與學生職業能力培養不匹配。針對以上三個方面的問題，學校急需立足產教融合，依托數字校園平臺，借助信息化理念和虛擬仿真技術，促進信息技術與實訓教學的有機融合，提升工業機器人高技能人才培養質量。

（二）師生需要有效提升工業機器人綜合應用能力的平臺

建立工業機器人虛擬仿真實訓系統，對工業機器人應用與維護專業建設和育人水平的提升有著重要作用。目前，建設工業機器人虛擬仿真實訓系統還需要在以下兩個方面進行突破：一是在提升資源利用率方面，雖然工業機器人虛擬仿真實訓系統可以緩解大量設備的投入所帶來的經濟壓力，但是目前該系統的設備安全性及使用效率仍需進一步提高。二是在促進學生參與性及學習效率提升方面，有待進一步探索。

三、探索產教融合人才培養新模式

（一）構建“點面結合，一橫一縱”虛擬仿真實訓體系

基于學校工業機器人應用與維護專業的優勢地位，整合智能制造、信息技術相關專業，構建學校主導、企業共建、區域輻射，教學科研協同、行業、企業聯合育人的實訓基地創新人才模式，服務兩廣地區加工制造類產業智能制造升級，培養企業急需的復合型、創新型技術技能人才。數字孿生應用實訓室內全面覆蓋有線、無線網絡，滿足實訓設備在網絡通信上的要求；每個實訓臺不僅能夠滿足單獨實訓臺的實訓，也能夠進行多個實訓臺之間的連接，模擬真實機電設備及產線上不同設備之間的數據傳遞，也可與智能制造單元系統集成應用平臺、智能控制數字雙胞應用平臺進行聯調，實現虛實同步。

（二）搭建“理、虛、實”一體化教學管理云平臺

以學校工業機器人技術實訓中心、工業機器人綜合工作站實訓室、工業機器人仿真實訓室、機器人柔性制造生產線實訓室、機電設備裝調維護技術綜合實訓室已建載體為依托，新建虛擬仿真平臺。虛擬平臺與實體平臺互補互促，改變了傳統的教學方式，促進了理論學習與實訓的緊密結合。為提高管理水平，學校搭建了教學管理平臺，利用信息化手段集中管理基地，包括人（師生及企業人員）、教學資源、教學數據等要素，實現了信息共享，教學資源管理、學生學習考核得以同步進行，滿足了師生雙向互動的教學新需求，構建理、虛、實一體化教學模式，提升基地的使用效率和課堂的教學效果。

（三）構建完善的工業機器人跨企業培訓中心運行機制

為深度融合教學鏈、生產鏈，進一步加強校企之間的全面合作，深入推進企業新型學徒制工作，創新人才培養模式，在行業協會的牽頭下，成立了工業機器人跨企業培訓中心。工業機器人跨企業培訓中心指導委員會成員由政府領導、行業協會秘書長、行業專家、學校領導和企業領導等組成，為實現校企聯合管理、提供強有力的組織保障，分別在學校和企業內部設立了機器人教學改革區和合作辦，負責制定跨企業培訓中心運行機制并實施工作。借助工業機器人跨企業培訓中心，校企雙方共同審定工業機器人應用與維護專業的人才培養方案，共商共議課程體系建設。依托工業機器人跨企業培訓中心引進企業的業務骨干和技術能手兼職教學，由學校的骨干教師聯合企業師傅重點討論實訓教學的開展情況。

（四）建設工業機器人跨企業培訓中心校外場地

為進一步提升學生的專業操作能力，在浙江加西貝拉科技服務股份有限公司內規劃建設了1400平方米的工業機器人跨企業培訓中心校外場地。配備工業機器人專業現有職業體驗與實訓場地近2000平方米，實訓設備價值4000多萬元。其中，基礎體驗與實訓中心主要涵蓋了機器人創客體驗、虛擬仿真體驗、人工智能虛擬仿真實訓室、傳感器實訓室、機器人基礎體驗與訓練及拓展應用展示等，應用體驗與實訓中心涵蓋了工業機器人的機械拆裝與調試體驗、電氣的安裝與調試體驗及工業機器人在工業生產中的主要應用案例等。在機器人體驗與實訓中心，從機器人的認知到機械機構的搭建，從機器人的建模到運動仿真，從創新造型到三維打印，從機器人的拆裝到調試，從機器人的基礎應用到企業里的綜合應用都一一展現。

（五）建設“從魚到漁”的自主研發能力體系

為確保校企合作工作的高效開展，簽訂行業、企業、學校三方協議，提高企業參與人才培養的積極性，對此，政府相關部門給予了高度重視和大力支持，企業培養一個學生，政府給予4000元的補助。行業作為媒介，發揮牽線搭橋的作用；企業負責提供實訓、培訓場地及設備，為前來實訓的學生專門配備了日常管理班主任，安排專業工程師對學生進行專業指導、實訓教學，設置總協調管理人員和技術指導監督人員，對學生的實訓成效進行監督和評價；學校為參加實訓的學生配備專職班主任和帶隊管理班主任，為使專業教師更好地掌握企業的實際工作內容和學生實訓具體情況，還配備了教學實訓指導教師，同時，借助國際交流合作項目提升實訓成效，為學生的實訓教學配備了多名外籍教師。針對教學資源的個性化開發與持續更新的需要，組建研發團隊，形成集虛擬實訓項目定制化、特色化、創新性于一體的自主研發能力，與專業建設、課程建設、基地建設同步，拓展校企合作模式和途徑，滿足研發、建模、驗證、數字孿生等項目需求，建立符合企業崗前培訓、在職培訓、能力提升培訓等多元化人才提升需求的培訓體系。

四.結束語

探索基于工業機器人虛擬仿真實訓系統的教學，通過仿真解決設備、資金、場地、品種各種延伸問題，提升工業機器人應用與維護專業學生的綜合應用能力，更好更快地滿足企業的需求。工業機器人虛擬仿真與實體實訓系統融合構建，有利于達成虛實一體，使虛擬與現實零距離對接與融合，有利于師生依托系統搭建創新實訓平臺，為機器人的編程技術與方案設計打下扎實的基礎。工業機器人虛擬仿真實訓系統依托學校數字校園平臺，運用信息化手段和理念，促進信息技術與實訓教學的有機融合，有效提升工業機器人高技能人才培養質量，讓學生了解實際崗位上操控機器人需要的真實技能，促進教師提升專業技能、提高教學質量，為學生創設滿足多樣化需求的實訓環境，最終為工業機器人應用與維護專業人才培養提供了可復制的模式。

參考文獻

[1]徐淑英.產教融合高職工業機器人技術專業課程教學資源開發路徑研究[J].教育教學論壇，2020（15）.

[2]張明河，譚本軍.高職院校工業機器人技術專業校企合作的問題與對策研究[J].機械職業教育，2019（6）.

[3]張翔，游文明，周軍，等.基于產教融合的高職工業機器人專業課程建設研究[J].揚州教育學院學報，2016（4）.

[4]常周林，譚漢洪.基于工業機器人的應用型人才培養研究[J].科技資訊，2016（23）.

[5]王永宜.技工院校工業機器人專業人才培養模式探索[J].科學大眾：科學教育，2018（7）.

（作者：周斌斌，嘉興技師學院副院長）