淺談職業(yè)本科智能制造工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)建設(shè)規(guī)劃

王曉榮

摘 要：工業(yè)4.0即‘互聯(lián)網(wǎng)+制造已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家制造行業(yè)發(fā)展的重要方向。而據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)制造業(yè)還集中在技術(shù)密集型中，所以發(fā)展智能制造不僅是我國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的突破口，也是我們重塑制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的新引擎，智能制造勢(shì)在必行。要實(shí)現(xiàn)‘中國(guó)制造2025規(guī)劃，各高校紛紛開(kāi)設(shè)了智能制造專(zhuān)業(yè)，響應(yīng)國(guó)家號(hào)召力大力發(fā)展能夠滿足智能制造行業(yè)要求的職業(yè)技能教育基地和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，用以不斷適應(yīng)智能制造行業(yè)變革所需要的技能需求和人才需求。本文主要探討如何建設(shè)職業(yè)技能教育和培訓(xùn)相關(guān)配套的實(shí)訓(xùn)設(shè)施。

關(guān)鍵詞：智能制造 職業(yè)技能 課程體系 發(fā)展規(guī)劃

Discussion about the Practical Training Construction Plan of Vocational Undergraduate Intelligent Manufacturing Engineering

Wang Xiaorong

Abstract：Industry 4.0， or ‘Internet + Manufacturing， has become an important direction for the development of manufacturing industries in developed countries. According to relevant statistics， China's manufacturing industry is still concentrated in technology-intensive industries. Therefore， the development of intelligent manufacturing is not only a breakthrough for China's industrial transformation and upgrading， but also a new engine to reshape the competitive advantage of the manufacturing industry. Intelligent manufacturing is imperative. To realize the Made in China 2025' plan， various universities have opened smart manufacturing majors， responding to the national call to vigorously develop vocational skills education bases and training institutions that can meet the requirements of the smart manufacturing industry， so as to continuously adapt to the needs of the smart manufacturing industry reform. This article mainly discusses how to construct training facilities relating to vocational skills education and training.

Key words：intelligent manufacturing， vocational skills， curriculum system， development planning

1 緒論

隨著國(guó)家《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》和《中國(guó)制造2025》的出臺(tái)，智能制造作為主攻方向，同時(shí)也了解到我們國(guó)家的智能制造。中國(guó)的智能制造就是利用新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于整個(gè)零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造單元的各個(gè)環(huán)節(jié)，是一種具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等多種功能的新型生產(chǎn)方式。根據(jù)高等教育法、依據(jù)《普通本科學(xué)校設(shè)置暫行規(guī)定》（教高[2006]18號(hào)）、《教育部關(guān)于“十三五”期間高等學(xué)校設(shè)置工作的意見(jiàn)》（教發(fā)[2017]3號(hào)），按照學(xué)校的發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合我院的整體辦學(xué)條件和辦學(xué)實(shí)力，通過(guò)廣泛調(diào)研和論證智能制造專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)條件、專(zhuān)業(yè)定位、專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、畢業(yè)生的職業(yè)面向和社會(huì)需求，特申請(qǐng)?jiān)鲈O(shè)智能制造職業(yè)本科專(zhuān)業(yè)。

同時(shí)，教育現(xiàn)代化也提出了要深入實(shí)施“六卓越一拔尖”的計(jì)劃2.0，教育部2019年4月在天津召開(kāi)啟動(dòng)大會(huì)，主要就落實(shí)新時(shí)代全國(guó)高校本科教育和“新時(shí)代高教40條”工作會(huì)議要求進(jìn)行宣講，決定全方面推進(jìn)“六卓越一拔尖”計(jì)劃，引領(lǐng)推動(dòng)‘四新建設(shè)工作（‘四新即新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科），同時(shí)使高等教育教學(xué)改革深化，著力全面振興本科教育，提高本科高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。所謂的新工科其實(shí)是以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心，加上智能制造、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器人等新興技術(shù)，“新工科”與“老工科”相比，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性，尤其注重信息通訊、電子控制、軟件設(shè)計(jì)等新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合。通過(guò)樹(shù)立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育的理念，推廣實(shí)施案例教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)等教學(xué)方法，著力提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0。

智能制造專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)場(chǎng)地環(huán)境的要求較高，要搭建智能制造的環(huán)境，而且要在企業(yè)真實(shí)的智能制造項(xiàng)目中進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)歷智能制造全流程，學(xué)校搭建這樣一個(gè)真實(shí)的場(chǎng)地和環(huán)境比較困難，所以建設(shè)智能制造流程（數(shù)字化工藝、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理和智能產(chǎn)線等）虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地是迫切需要的。

2 項(xiàng)目總體規(guī)劃

本項(xiàng)目的建設(shè)是依據(jù)國(guó)家對(duì)智能制造的定義，依據(jù)國(guó)家對(duì)智能制造人才的需求，根據(jù)學(xué)校教學(xué)的需要，對(duì)接相關(guān)產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)學(xué)結(jié)合展現(xiàn)智能制造全流程的虛擬工廠場(chǎng)景和環(huán)境，滿足智能制造人才培養(yǎng)的需要。

本項(xiàng)目運(yùn)用各種虛擬仿真技術(shù)，以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能制造”的模式，以智能制造技術(shù)的“數(shù)字化管理（含生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度）、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化工藝、虛擬制造”四個(gè)環(huán)節(jié)為主線，建設(shè)四個(gè)平臺(tái)，遵循“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的原則，來(lái)模擬企業(yè)智能制造模式是如何實(shí)現(xiàn)的，從企業(yè)的接到訂單后進(jìn)入設(shè)計(jì)和工藝環(huán)節(jié)，進(jìn)行工作流程定義和數(shù)據(jù)管理，從而生成BOM進(jìn)入生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，通過(guò)數(shù)控加工等生產(chǎn)方式，最后完成產(chǎn)品制造。同時(shí)中心還調(diào)用真實(shí)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)數(shù)控加工設(shè)備的運(yùn)行情況，匯總分析指導(dǎo)生產(chǎn)計(jì)劃。

3 建設(shè)方案初步規(guī)劃

本項(xiàng)目的建設(shè)基于，西安汽車(chē)職業(yè)大學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀及場(chǎng)地布局，智能制造教學(xué)方案分為兩期建設(shè)。具體的建設(shè)規(guī)劃及思路如下：

第一階段：建設(shè)智能制造虛擬仿真教學(xué)控制平臺(tái)

借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家教育教學(xué)培養(yǎng)模式，采用項(xiàng)目式教學(xué)法進(jìn)行分組規(guī)劃，提出一個(gè)任務(wù)，完成一個(gè)目標(biāo)，作為小組共同的畢業(yè)成績(jī)。并借助實(shí)踐培訓(xùn)中心可開(kāi)展認(rèn)知體驗(yàn)培訓(xùn)學(xué)習(xí)。建設(shè)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生在仿真虛擬軟件中體驗(yàn)企業(yè)工作過(guò)程的教學(xué)模式，用于軟件教學(xué)及與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)一體化，便于展示企業(yè)生產(chǎn)流程過(guò)程的培訓(xùn)，讓學(xué)生切身感受實(shí)現(xiàn)“校企合作”、“產(chǎn)教融合”“工學(xué)結(jié)合”、“項(xiàng)目教學(xué)”。

以視聽(tīng)和多媒體交互等方式，通過(guò)對(duì)工業(yè)面臨的外部環(huán)境內(nèi)部環(huán)境的分析，對(duì)于裝備行業(yè)、電子電氣、國(guó)防軍工、汽車(chē)零部件等行業(yè)模式分析、對(duì)行業(yè)企業(yè)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀分析等，給學(xué)生以清晰的行業(yè)、企業(yè)認(rèn)知，讓學(xué)生在入學(xué)之初就可以了解自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)對(duì)應(yīng)的工作內(nèi)容和發(fā)展前景，為學(xué)生今后的人生規(guī)劃提供正確的參考。

按現(xiàn)代制造類(lèi)企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)流程規(guī)劃，建設(shè)數(shù)字營(yíng)銷(xiāo)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、數(shù)字工藝、協(xié)同管理、數(shù)控仿真、智能制造認(rèn)知體驗(yàn)場(chǎng)景基地，形成從零件建模、數(shù)據(jù)源的設(shè)計(jì)——工藝設(shè)置——智能生產(chǎn)一體化流程都實(shí)施無(wú)紙化、數(shù)字化的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控管理。同時(shí)將企業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程、工藝設(shè)置方案、生產(chǎn)流程體現(xiàn)出來(lái)，形成固定的行業(yè)、企業(yè)業(yè)務(wù)流程認(rèn)知體驗(yàn)中心。基于體驗(yàn)中心的教學(xué)管理模式，可以讓學(xué)生在真實(shí)的制造類(lèi)企業(yè)環(huán)境中進(jìn)行行業(yè)認(rèn)知體驗(yàn)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)交流合作變得簡(jiǎn)單便利，學(xué)習(xí)內(nèi)部貼近企業(yè)、貼近崗位，學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)到企業(yè)生產(chǎn)流程和企業(yè)管理達(dá)到專(zhuān)業(yè)教學(xué)與企業(yè)崗位、業(yè)務(wù)的“零距離”接軌。

第二階段：打造智能制造生產(chǎn)線實(shí)踐平臺(tái)

依據(jù)工信部“智能制造新模式”評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，智能制造數(shù)字車(chē)間或智能工廠的構(gòu)成要包括生產(chǎn)設(shè)備智能化和生產(chǎn)過(guò)程智能化要素。智能生產(chǎn)設(shè)備包括多軸數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、3D打印裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測(cè)與裝配裝備、智能物流與倉(cāng)儲(chǔ)裝備五類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)裝備。

本項(xiàng)目方案配置多軸數(shù)控機(jī)床（或加工中心）與工業(yè)機(jī)器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測(cè)與裝配裝備、智能物流與倉(cāng)儲(chǔ)裝備，建設(shè)自動(dòng)化生產(chǎn)線，并通過(guò)智能光網(wǎng)絡(luò)、MES等技術(shù)將自動(dòng)化生產(chǎn)線提升為智能產(chǎn)線，形成離散制造業(yè)智能制造生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

4 項(xiàng)目建設(shè)價(jià)值

學(xué)校高度重視職教本科試點(diǎn)工作，始終把提高教育教學(xué)質(zhì)量擺在突出位置，不斷深化教學(xué)改革，以滿足行業(yè)、企業(yè)對(duì)人才的要求。智能制造專(zhuān)業(yè)的經(jīng)過(guò)多方調(diào)研和審核才申報(bào)成功。新興的高新技術(shù)——智能制造虛擬仿真工廠的建立勢(shì)在必行。因?yàn)樗鼡碛袕V泛的應(yīng)用前景，在不同領(lǐng)域中的作用、地位也越來(lái)越明顯。傳統(tǒng)的機(jī)械加工訓(xùn)練中心由于其設(shè)備操作所具有的局限性，明顯已經(jīng)不能滿足智能制造的相關(guān)教學(xué)工作內(nèi)容。虛擬仿真工廠的建設(shè)能夠很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械加工訓(xùn)練中心的缺點(diǎn)。

總之，虛擬仿真工廠在工程訓(xùn)練中心的應(yīng)用，將對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作興趣產(chǎn)生巨大的影響，特別是在課堂中無(wú)法感受與接觸到的企業(yè)環(huán)境及實(shí)體，學(xué)生可以通過(guò)感官、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等對(duì)事物的發(fā)展規(guī)律有一個(gè)系統(tǒng)而全面的認(rèn)知學(xué)習(xí)過(guò)程。在工程實(shí)踐教學(xué)綜合訓(xùn)練中廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制，從而使教學(xué)的理念、環(huán)境和條件不斷更新完善，它的應(yīng)用價(jià)值隨著科技發(fā)展會(huì)越來(lái)越重要。虛擬工廠有以下具體的建設(shè)價(jià)值：

1.運(yùn)用虛擬工廠教學(xué)模式可以使學(xué)校教學(xué)過(guò)程達(dá)到最優(yōu)化信息技術(shù)，同時(shí)也給傳統(tǒng)的教學(xué)模式增加了動(dòng)態(tài)情景，注入了活力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入了全新的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以在學(xué)校期間就熟悉了企業(yè)生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線的工作流程，也給代課教師的教學(xué)帶來(lái)了便捷之處，面對(duì)實(shí)物講解，將問(wèn)題目標(biāo)化、具體化，不再是空洞的理論知識(shí);縮短了學(xué)校培養(yǎng)人才的教學(xué)周期。

2.將企業(yè)的最新動(dòng)態(tài)和企業(yè)的運(yùn)作模式運(yùn)用到虛擬工廠教學(xué)模式中，可以使學(xué)生提前達(dá)到企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)。為企業(yè)縮短了崗前培訓(xùn)時(shí)間，可以大大提高企業(yè)的運(yùn)作效率。

3.采用信息技術(shù)環(huán)境下的虛擬工廠教學(xué)模式，可以使學(xué)生身臨其境的感受到企業(yè)的運(yùn)作模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加具體化，使他們從學(xué)習(xí)中開(kāi)發(fā)自己的興趣，進(jìn)而引起鉆研的興趣。這一點(diǎn)無(wú)形中增強(qiáng)了學(xué)校與企業(yè)雙方的效益。

4.虛擬工廠教學(xué)模式可以促使校企雙方的合作密切化，企業(yè)可以審視內(nèi)部人員在生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面的落后和不足之處，找到改進(jìn)的方法，從而制定新的所需人才標(biāo)準(zhǔn);學(xué)校的可以根據(jù)企業(yè)的人才需求標(biāo)準(zhǔn)重新制定人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)更適合社會(huì)的需求人才。同時(shí)學(xué)生的就業(yè)渠道逐漸拓寬，也提升了學(xué)校的影響力，達(dá)到了互惠互利的雙贏結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉雪.智能制造導(dǎo)論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019.

[2]豆大帷.新制造[M].北京：中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社，2019.