數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)研究與實(shí)踐

王姍珊 隋秀梅

摘? 要 以長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，通過闡述數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路與實(shí)踐過程中問題的解決，探索高職院校數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的思路、方法、內(nèi)涵等實(shí)踐意義，為數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)提供參考依據(jù)與建議，同時(shí)促進(jìn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案與管理模式，滿足創(chuàng)新型人才與實(shí)用新型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 實(shí)訓(xùn)基地;高職院校;數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造;裝備制造

中圖分類號(hào)：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）05-0029-03

1 前言

伴隨著制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以及未來工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型，裝備制造業(yè)對高技能人才的培養(yǎng)規(guī)格提出更高的要求。高技能人才的培養(yǎng)離不開先進(jìn)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和職業(yè)氛圍，同時(shí)對與之配套的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與人才培養(yǎng)規(guī)格也提出更高的要求。這就需要高職院校的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)水平要與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)。以長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例作為高技能人才培訓(xùn)基地，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)相適應(yīng)的技能型人才是職責(zé)所在，因此，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)勢在必行。

2 基地建設(shè)目標(biāo)定位

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)基地的總體建設(shè)目標(biāo)旨在打造融合教學(xué)、生產(chǎn)、科研、社會(huì)服務(wù)、技能鑒定和技術(shù)研發(fā)等功能于一體的先進(jìn)實(shí)訓(xùn)基地、區(qū)域共享型實(shí)訓(xùn)基地，為省內(nèi)各職業(yè)院校校際實(shí)訓(xùn)教學(xué)共享、中高職有效銜接、職教師資培訓(xùn)、職業(yè)技能大賽等搭建先進(jìn)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，為長春市裝備制造類企業(yè)技術(shù)研發(fā)、工藝改進(jìn)、零部件加工提供有效資源，為學(xué)生技能鑒定、企業(yè)員工崗位培訓(xùn)、校企技術(shù)交流、生產(chǎn)與技術(shù)服務(wù)等搭建平臺(tái)。

3 基地建設(shè)方案與實(shí)施

建設(shè)思路與設(shè)備? 為了提升長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)踐教學(xué)信息化水平，在數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過程中著重針對基地的實(shí)踐教學(xué)、科研能力、管理體系、社會(huì)服務(wù)等層面進(jìn)行信息化設(shè)計(jì)，針對目前實(shí)訓(xùn)基地存在的問題進(jìn)行完善，著力解決以下五個(gè)問題。

1）多系統(tǒng)設(shè)備生均利用率低。目前行業(yè)主流數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)有很多，包括發(fā)那科（FANUC）、西門子（SINUMERIK）、三菱（MITSUBISHI）、廣州數(shù)控（GSK）、華中世紀(jì)星（HNC）等，現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)條件無法達(dá)成學(xué)生全系統(tǒng)訓(xùn)練，教學(xué)效果差。針對這種情況，引入集數(shù)控加工仿真、軟件自動(dòng)編程等功能于一身的多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示，可完成數(shù)控加工仿真、自動(dòng)編程、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，完成加工全系統(tǒng)全過程的仿真，使學(xué)生達(dá)到實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)。

2）高端設(shè)備數(shù)量無法支撐教學(xué)。比如五軸加工機(jī)床，價(jià)格比較高，并且在加工過程中要極其小心，稍有不慎，精度就會(huì)受損，維護(hù)成本也極高，現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)條件無法支撐實(shí)踐教學(xué)所需數(shù)量。為提升教學(xué)質(zhì)量，引入圖2所示多軸模擬訓(xùn)練機(jī)，利用“以虛帶實(shí)，虛實(shí)結(jié)合”，實(shí)現(xiàn)學(xué)生操作五軸機(jī)床的訓(xùn)練目的。

模擬訓(xùn)練機(jī)包括兩個(gè)主流數(shù)控操作系統(tǒng)，分別是西門子840D操作系統(tǒng)與海德漢530i操作系統(tǒng)，配備有企業(yè)廣泛使用的VERICUT仿真軟件，包含主流數(shù)控機(jī)床100余種。對機(jī)床加工進(jìn)行仿真模擬，達(dá)到快速驗(yàn)證加工工藝與加工刀路軌跡，當(dāng)加工模擬合格后，再進(jìn)行真實(shí)機(jī)床加工;如果出現(xiàn)加工工藝問題，可及時(shí)修改工藝路線，達(dá)到節(jié)約成本、提高工作效率的目的。

3）生產(chǎn)型設(shè)備數(shù)量不足。比如注塑機(jī)、壓力機(jī)等設(shè)備，在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)中是以單一設(shè)備形式存在的，這種生產(chǎn)型大型設(shè)備因?yàn)閳龅刂萍s，無法批量購置，也沒有實(shí)際意義。同時(shí)，在實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)也存在一定的安全隱患。針對這種情況，引入透明模具成型設(shè)備，一是不耽誤設(shè)備社會(huì)服務(wù)使用效率;二是學(xué)生實(shí)踐教學(xué)更直觀、更安全;三是實(shí)踐教學(xué)成本大大降低。

4）教學(xué)和管理模式落后。現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)基地的教學(xué)和管理模式相對陳舊、缺乏創(chuàng)新，存在很多遺留問題，無法和現(xiàn)代實(shí)訓(xùn)基地有效結(jié)合。針對這種情況，為了實(shí)現(xiàn)基地?cái)?shù)字化管理，引入實(shí)訓(xùn)機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控管理體系，按照機(jī)床分布，對機(jī)床進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理、遠(yuǎn)程故障排查、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄、工作過程監(jiān)控等;引入實(shí)踐課程資源共享平臺(tái)，集合優(yōu)秀實(shí)踐教學(xué)資源。同時(shí)，教師可以發(fā)布任務(wù)，完成師生互動(dòng)等教學(xué)環(huán)節(jié)，提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)成果

1）提升實(shí)踐教學(xué)容量與教學(xué)質(zhì)量。以高速與多軸加工課程為例，45臺(tái)計(jì)算機(jī)配合10套多軸模擬訓(xùn)練機(jī)，可以同時(shí)開展45人的CAD/CAM加工實(shí)訓(xùn)。這種培訓(xùn)方式不需要耗費(fèi)巨資購買五軸設(shè)備，沒有大量的實(shí)訓(xùn)毛坯及刀具損耗，沒有設(shè)備維護(hù)的高額成本，而且模擬過程非常接近真實(shí)加工過程，學(xué)生通過模擬訓(xùn)練機(jī)操作，可以檢驗(yàn)加工工藝、程序、機(jī)床操作等多個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)效果。訓(xùn)練通過后再安排使用實(shí)際設(shè)備操作，一是可以短時(shí)間掌握高端設(shè)備操作方法，二是可以降低設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，學(xué)生在這種虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)環(huán)境中會(huì)刺激興奮點(diǎn)，積極與教師進(jìn)行互動(dòng)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性提升，教學(xué)效果凸顯。

2）促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式改革。目前，虛擬仿真技術(shù)發(fā)展迅猛，針對CAD/CAM加工，無論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方法，包括實(shí)訓(xùn)設(shè)備等，都發(fā)生巨大變革?；跀?shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的數(shù)控加工仿真實(shí)訓(xùn)室，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)控車床、數(shù)控銑床、教師機(jī)、多人組學(xué)生機(jī)等設(shè)備組建成一體化的教學(xué)環(huán)境，在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)操交替進(jìn)行。教師可實(shí)時(shí)演示教師機(jī)操控機(jī)床，通過攝像頭將視頻畫面顯示在屏幕上，也可通過中央控制臺(tái)在大屏幕上實(shí)現(xiàn)攝像頭、教師機(jī)、學(xué)生機(jī)畫面的切換，并可授權(quán)任一學(xué)生機(jī)遠(yuǎn)程控制操作機(jī)床，實(shí)時(shí)檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

3）推進(jìn)課程體系優(yōu)化重組。實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)依托于專業(yè)并服務(wù)于專業(yè)，實(shí)訓(xùn)條件的改善促進(jìn)了專業(yè)課程體系的優(yōu)化重組。相關(guān)的實(shí)訓(xùn)載體、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書等實(shí)踐教學(xué)資源也要重新建設(shè)完善，在這個(gè)過程中開發(fā)新的課程與教材，基于行業(yè)企業(yè)對人才的需求調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，依托于實(shí)訓(xùn)基地更新教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生所學(xué)技能與行業(yè)崗位發(fā)展接軌，逐步形成互相促進(jìn)、互相影響、螺旋上升的良性互動(dòng)鏈條。

4）增強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)效果。通過數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，促使教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念與思路，通過選派教師參加學(xué)術(shù)研討會(huì)、行業(yè)職業(yè)會(huì)議，深入行業(yè)協(xié)會(huì)、專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)學(xué)習(xí)，提升教師專業(yè)視野。同時(shí)，通過選派教師參加模具專業(yè)技能培訓(xùn)、3D打印技術(shù)培訓(xùn)、數(shù)字化設(shè)計(jì)培訓(xùn)等，提升教師技能水平;并且通過參加各級(jí)各類技能競賽，提升教師的實(shí)踐教學(xué)水平，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，在取得優(yōu)異成績同時(shí)，提升學(xué)院、專業(yè)在行業(yè)內(nèi)的知名度。

實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)涵建設(shè)? 數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地是一個(gè)開放、共享的技術(shù)平臺(tái)，配有五軸模擬訓(xùn)練機(jī)十臺(tái)，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)50套，數(shù)據(jù)采集設(shè)備掃描儀10套，3D打印設(shè)備10套，數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件45節(jié)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)40多臺(tái)，軟硬件條件可滿足校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，國家級(jí)、省級(jí)師資培訓(xùn)，企業(yè)培訓(xùn)，合作辦學(xué)，技能鑒定等需求。

1）共享平臺(tái)。在校企合作共建、共管、共享的管理模式基礎(chǔ)上提升信息化管理水平，通過數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)，使實(shí)訓(xùn)基地的管理水平登上新的臺(tái)階。面向社會(huì)，開展企業(yè)員工和待就業(yè)大學(xué)生技能培訓(xùn)和鑒定工作，積極開展兄弟院校師生、在崗職工、下崗再就業(yè)人員、軍轉(zhuǎn)人員、農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移等多種培訓(xùn)。

2）開放管理。實(shí)訓(xùn)基地對外開放，承接企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;在高職引領(lǐng)中職、中高職協(xié)調(diào)發(fā)展中起到牽頭、輻射和帶動(dòng)作用;積極開展校企合作項(xiàng)目，從產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)支持、零件生產(chǎn)等多方位進(jìn)行合作。

3）合作共贏。依托長春市機(jī)電職教集團(tuán)和吉林省模具工業(yè)協(xié)會(huì)等校企深層合作關(guān)系，對學(xué)生進(jìn)行選拔、培訓(xùn)、考核，經(jīng)考核后，企業(yè)對優(yōu)秀的學(xué)員（10%）進(jìn)行物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)并直接聘用;成績考試合格者推薦相關(guān)工作崗位，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與質(zhì)量提升。

4 基地建設(shè)特色與創(chuàng)新

對接產(chǎn)業(yè)，完善“三引進(jìn)”，實(shí)現(xiàn)“五引進(jìn)”? 隨著專業(yè)群對接產(chǎn)業(yè)群結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)品升級(jí)，隨著新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新材料的發(fā)展，數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)將逐步完善和提升長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地首創(chuàng)的“三引進(jìn)”（引進(jìn)項(xiàng)目，創(chuàng)設(shè)生產(chǎn)情景;引進(jìn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)師生頂崗;引進(jìn)產(chǎn)品，改進(jìn)課程架構(gòu)）的內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上引進(jìn)新的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（能力標(biāo)準(zhǔn)和素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）、第三方評價(jià)機(jī)制，營造職業(yè)氛圍，全面培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)技能。

創(chuàng)新校企一體化育人模式? 數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)全方位開展的校企合作及全新的裝備硬件建設(shè)，將為學(xué)生搭建一個(gè)全新的校企一體化育人實(shí)踐平臺(tái)，如模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)和模具零部件生產(chǎn)制造企業(yè)合作共建，從專業(yè)建設(shè)、課程開發(fā)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備、教學(xué)資源、教材建設(shè)等方面實(shí)現(xiàn)校企一體化，實(shí)行學(xué)校招生與企業(yè)招工一體化、就業(yè)與頂崗實(shí)習(xí)一體化。建設(shè)四個(gè)實(shí)訓(xùn)區(qū)，均按照企業(yè)崗位工作流程進(jìn)行設(shè)備布局，對應(yīng)的課程按工作過程導(dǎo)向進(jìn)行建設(shè)，對接崗位工作內(nèi)容，建設(shè)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化課程和校企共享的教學(xué)資源。

校企融合，促進(jìn)師資水平提升? 校企在合作共建過程中取長補(bǔ)短、互相促進(jìn)，促進(jìn)教師實(shí)訓(xùn)教學(xué)能力的提升。通過以新設(shè)備為依托的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)和基于企業(yè)崗位工作任務(wù)的項(xiàng)目化課程建設(shè)，教師學(xué)到新技術(shù)，了解新工藝，掌握新方法，課程中有了新載體，教學(xué)中有了新案例，促進(jìn)教學(xué)能力提升、教學(xué)效果優(yōu)化;通過在合作企業(yè)設(shè)置教師工作站，鼓勵(lì)教師參加企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、項(xiàng)目開發(fā)。

創(chuàng)新管理模式，提升基地四位一體服務(wù)功能? 引進(jìn)先進(jìn)管理體系，提升基地的整體管理理念與管理水平，為校企共建、共管、共享的管理機(jī)制搭建有效的平臺(tái)，有助于基地教學(xué)、技術(shù)服務(wù)、社會(huì)培訓(xùn)、技能鑒定等一體化功能的充分發(fā)揮。

5 結(jié)語

綜上所述，實(shí)訓(xùn)基地對于職業(yè)教育來說是人才培養(yǎng)的保障，而數(shù)字化實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)則是制造業(yè)發(fā)展的大勢所趨，它是集合了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、車間綜合管理技術(shù)等眾多先進(jìn)技術(shù)手段，為適應(yīng)現(xiàn)代裝備制造產(chǎn)業(yè)人才需求而存在的，是職業(yè)院校培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)用技能型人才不可或缺的實(shí)踐教學(xué)基地。

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