張永春, 馮 鈞, 王 剛, 周 軍

(南京理工大學(xué) 泰州科技學(xué)院， 江蘇 泰州 225300)

智能制造與機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心的建設(shè)

張永春, 馮 鈞, 王 剛, 周 軍

(南京理工大學(xué) 泰州科技學(xué)院， 江蘇 泰州 225300)

從功能定位、建設(shè)方案與思路、管理模式與運(yùn)行機(jī)制3個(gè)方面闡述了智能制造與機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心的建設(shè)成效，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程項(xiàng)目、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、論文發(fā)表、專利申請(qǐng)等方面取得顯著成績(jī)。從實(shí)踐中可以看出，智能制造與機(jī)器人技術(shù)中心的建設(shè)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力發(fā)揮了重要作用。

智能制造； 機(jī)器人技術(shù)； 實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心

實(shí)踐創(chuàng)新能力是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的核心，培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新型人才是國家高等教育發(fā)展的要求。在此背景下，許多高校紛紛加大實(shí)踐教學(xué)的改革力度，建立了各種類型和不同層次的工程訓(xùn)練中心和實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心，以適應(yīng)國家和社會(huì)對(duì)于應(yīng)用技能型人才的需求[1-6]。我校智能制造學(xué)院結(jié)合自動(dòng)化、電氣、機(jī)器人技術(shù)等學(xué)科、專業(yè)和教學(xué)平臺(tái)建設(shè)需要，整合學(xué)校工程訓(xùn)練中心和實(shí)踐創(chuàng)新基地現(xiàn)有資源，建成“智能制造與機(jī)器人實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心”(以下簡(jiǎn)稱中心)。中心突出實(shí)踐創(chuàng)新，在功能定位、建設(shè)思路與規(guī)劃、管理模式與運(yùn)行機(jī)制等方面的建設(shè)中取得了一些體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)，值得總結(jié)和推廣。

1 中心的定位、組成與功能

1.1 中心定位

“智能制造與機(jī)器人技術(shù)中心”定位：泰州及長(zhǎng)三角現(xiàn)代智能制造產(chǎn)業(yè)的“現(xiàn)場(chǎng)工程師”培養(yǎng)中心、泰州企業(yè)智能制造技術(shù)服務(wù)中心、智能制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的人才培訓(xùn)中心，即“三位一體”的創(chuàng)新基地。它的最大特點(diǎn)是學(xué)生在校內(nèi)真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境中完成實(shí)際訓(xùn)練過程，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合、工學(xué)交替的育人模式[7-8]。

1.2 中心場(chǎng)地組成

學(xué)校將智能制造與機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心的場(chǎng)地集中規(guī)劃，面積合計(jì)為2 200 m2。其中，一樓1 400 m2擬建設(shè)機(jī)器人技術(shù)中心和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)工作區(qū)；二樓800 m2,擬劃分為基礎(chǔ)視覺教學(xué)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用教學(xué)實(shí)訓(xùn)區(qū)、視覺識(shí)別研究區(qū)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心。初步規(guī)劃分別如圖1和圖2所示。

圖1 一樓示意圖

圖2 二樓示意圖

1.2.1 機(jī)器人技術(shù)中心(800 m2)

機(jī)器人技術(shù)中心是智能制造平臺(tái)建設(shè)的核心載體，是與政府、企業(yè)、行業(yè)對(duì)接的平臺(tái)，它的內(nèi)部包含：

(1) 智能制造模擬工廠。智能制造模擬工廠可以全程智能生產(chǎn)紀(jì)念產(chǎn)品，產(chǎn)品線自動(dòng)實(shí)施產(chǎn)品工藝路線的規(guī)劃，完成自動(dòng)取件、下料、折彎、焊接、打磨、電刻、輸送以及分類碼垛等工序，實(shí)現(xiàn)無人智能生產(chǎn)的功能。

(2) MES系統(tǒng)綜合操作演示中心。MES系統(tǒng)綜合操作演示中心，包含教學(xué)大屏幕、主控工業(yè)計(jì)算機(jī)、視覺調(diào)試計(jì)算機(jī)以及MES測(cè)試及打標(biāo)文字修改電腦。

(3) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)單元。運(yùn)動(dòng)控制及電氣系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)器材10套。

(4) 機(jī)器人基礎(chǔ)操作實(shí)訓(xùn)單元。機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元10套。

(5) 服務(wù)機(jī)器人展區(qū)。服務(wù)機(jī)器人展區(qū)初步放置一套兼顧科研、實(shí)訓(xùn)、競(jìng)賽多用途的智能機(jī)器人。

(6) 彎管自動(dòng)上下料機(jī)器人工作站。機(jī)器人工作站是開展數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)及機(jī)器人系統(tǒng)集成研究的創(chuàng)新平臺(tái)。

1.2.2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)工作區(qū)(621 m2)

以智能制造系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人為主要對(duì)象，面向全體學(xué)生提供基礎(chǔ)創(chuàng)新教育實(shí)訓(xùn)，并加以相關(guān)的課程設(shè)計(jì)的定向?qū)嵱?xùn)課程，配套相應(yīng)的教材和技術(shù)服務(wù)，最大限度地發(fā)揮工作區(qū)的作用。

1.2.3 基礎(chǔ)視覺教學(xué)區(qū)(120 m2)

基礎(chǔ)視覺教學(xué)區(qū)用于機(jī)器人視覺的基礎(chǔ)教學(xué)及后期“工業(yè)機(jī)器人視覺”檢測(cè)應(yīng)用的銜接。

1.2.4 應(yīng)用教學(xué)實(shí)訓(xùn)區(qū)(80 m2)

應(yīng)用教學(xué)實(shí)訓(xùn)區(qū)配套工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用工作站、碼垛工業(yè)機(jī)器人工作站和拋光打磨與去毛刺工業(yè)機(jī)器人工作站。

1.2.5 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心(430 m2)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)臺(tái)借助虛擬機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行離線編程，重建三維虛擬環(huán)境，然后加工零件的大小、形狀、材料，配合軟件操作，自動(dòng)生成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，并在軟件中調(diào)整軌跡，最后生成機(jī)器人程序。

1.3 中心功能

(1) 給學(xué)生提供“項(xiàng)目引領(lǐng)，崗位實(shí)境”的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)[9-12]。中心把企業(yè)真實(shí)的設(shè)備、工具、環(huán)境、任務(wù)搬到校園實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教師的指導(dǎo)下完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，實(shí)訓(xùn)的過程與實(shí)際工作的操作過程完全一致，即實(shí)訓(xùn)室已經(jīng)具有產(chǎn)品加工、生產(chǎn)的功能。最終要達(dá)到的目的是：實(shí)現(xiàn) “項(xiàng)目引領(lǐng)，崗位實(shí)境”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和就業(yè)零距離。

(2)提高教師動(dòng)手能力 。中心項(xiàng)目建設(shè)和后期維護(hù)過程中，離不開學(xué)校教師的參與，這為教師的動(dòng)手實(shí)踐提供了難得的機(jī)會(huì)。

(3)肩負(fù)教學(xué)與科研雙重任務(wù)。教師在完成生產(chǎn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)指導(dǎo)任務(wù)的同時(shí)，又能開展一些新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)，積極開展應(yīng)用性的橫向課題的研究、申報(bào)科研項(xiàng)目、申請(qǐng)科研基金，提升教師的專業(yè)水平。

(4) 為企業(yè)人員提供培訓(xùn)服務(wù)。中心除了對(duì)校內(nèi)學(xué)生提供實(shí)踐教學(xué)外，還可以開展對(duì)企業(yè)員工以及相關(guān)職校教師的技能培訓(xùn)工作，提升學(xué)校影響力的同時(shí)還可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

(5) 申請(qǐng)職業(yè)技能鑒定。利用中心的技術(shù)、設(shè)備和場(chǎng)地，向當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門申請(qǐng)?jiān)O(shè)立職業(yè)技能鑒定站所。這樣可以進(jìn)行職業(yè)技能鑒定，頒發(fā)國家認(rèn)可的職業(yè)資格證書，有利于就業(yè)。

(6) 參與社會(huì)生產(chǎn)，為政府、企業(yè)提供技術(shù)及咨詢服務(wù)。利用中心優(yōu)秀的師資、先進(jìn)的設(shè)備、暢通的信息研發(fā)新技術(shù)、新工藝，或者向社會(huì)推廣新技術(shù)、新工藝，充分發(fā)揮“智能制造”學(xué)術(shù)研究、技術(shù)開發(fā)和推廣的功能作用。

(7) 整合、示范性效應(yīng)?！爸悄苤圃炫c機(jī)器人技術(shù)中心”，把規(guī)模較小、功能單一、實(shí)力較弱的各個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，通過集成等形式發(fā)展成為規(guī)模大、功能全、實(shí)力強(qiáng)、影響好的綜合性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，為學(xué)生提供真實(shí)的或者仿真的職業(yè)工作情境，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)/工作崗位上進(jìn)行單項(xiàng)或綜合技能的實(shí)訓(xùn)。

2 中心的建設(shè)方案與思路

2.1 建設(shè)方案

中心建設(shè)總體方案：智能制造與機(jī)器人技術(shù)中心建設(shè)項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)數(shù)字化、裝備智能化、生產(chǎn)自動(dòng)化、管理網(wǎng)絡(luò)化、商務(wù)電子化“五化融合”和教學(xué)、科研、服務(wù)“三中心聯(lián)體”的要求進(jìn)行建設(shè)，有效實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)解決機(jī)器人專業(yè)集群實(shí)訓(xùn)共享問題。

2.2 建設(shè)思路

中心建設(shè)思路可具體規(guī)劃為“五個(gè)一”：

(1) 搭建一個(gè)與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)密切融合、“校企聯(lián)動(dòng)、合創(chuàng)共贏”的優(yōu)質(zhì)平臺(tái)；

(2) 建設(shè)一支產(chǎn)教融合、專兼結(jié)合的智能制造與機(jī)器人雙師型教師隊(duì)伍；

(3) 制訂一份符合智能制造與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)行業(yè)領(lǐng)域特色鮮明的人才培養(yǎng)方案；

(4) 搭建一套對(duì)接智能制造產(chǎn)業(yè)鏈、工學(xué)交替的專業(yè)群課程體系；

(5) 打造一種“項(xiàng)目引領(lǐng)、崗位實(shí)境”、能操作、可執(zhí)行、易推廣的實(shí)踐教學(xué)模式。

3 中心的管理模式與運(yùn)行機(jī)制

3.1 管理模式

中心依托于學(xué)校智能制造學(xué)院和工程訓(xùn)練中心，建立產(chǎn)教融合、校企協(xié)作、協(xié)同育人的管理模式，引入地方政府、行業(yè)企業(yè)資源，共同組成建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)頂層設(shè)計(jì)、重大事項(xiàng)決策以及運(yùn)行指導(dǎo)。

在該小組領(lǐng)導(dǎo)下，成立由政府部門專家、高校教授和企業(yè)負(fù)責(zé)人共同組成的中心建設(shè)與發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)委員會(huì)，具體負(fù)責(zé)中心的日常建設(shè)工作。

3.2 運(yùn)行機(jī)制

中心構(gòu)建“政、校、行、企”4方聯(lián)動(dòng)的合作辦學(xué)體制和運(yùn)行機(jī)制，在多元主體聯(lián)動(dòng)模式下，構(gòu)建體現(xiàn)“決策參與、信息共通、資源共建、利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、文化互動(dòng)”的長(zhǎng)效合作運(yùn)行機(jī)制。具體措施如下：

(1) 統(tǒng)籌規(guī)劃。“智能制造與機(jī)器人訓(xùn)練中心”納入學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。

(2) 經(jīng)費(fèi)保障。學(xué)校提供專項(xiàng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)，支持包括硬件建設(shè)、基地運(yùn)營、競(jìng)賽指導(dǎo)、師資培訓(xùn)等方面的費(fèi)用。

(3) 指導(dǎo)競(jìng)賽和科研創(chuàng)新鼓勵(lì)政策。學(xué)校制定指導(dǎo)競(jìng)賽、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的獎(jiǎng)勵(lì)政策，充分調(diào)動(dòng)中心人員的積極性。

(4) 制度建設(shè)。制定中心日常設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、競(jìng)賽指導(dǎo)、實(shí)踐創(chuàng)新等一系列制度，重要的規(guī)章制度上墻，師生進(jìn)入中心基地前進(jìn)行專門培訓(xùn)。結(jié)合實(shí)際情況，制定“中心工作人員崗位職責(zé)”“場(chǎng)地開放與環(huán)境管理制度”“實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理制度”“科研和創(chuàng)新實(shí)施辦法”“專業(yè)競(jìng)賽指導(dǎo)制度”“考評(píng)與獎(jiǎng)懲制度”等。

4 中心的建設(shè)成效

近年來，智能制造與機(jī)器人實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心建設(shè)取得了一些成績(jī)，通過一系列的教學(xué)改革和實(shí)踐,獲得學(xué)校教學(xué)成果獎(jiǎng)多項(xiàng)，自動(dòng)化類專業(yè)學(xué)生在參加全國機(jī)器人大賽、江蘇省機(jī)器人競(jìng)賽和江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)中取得了可喜的成績(jī)，125人次在各類國際、國家和省部級(jí)機(jī)器人競(jìng)賽和科技競(jìng)賽中獲得獎(jiǎng)勵(lì)，共獲國家級(jí)獎(jiǎng)23項(xiàng)，省級(jí)獎(jiǎng)36項(xiàng)，大大提高了大學(xué)生參加課外科技活動(dòng)的積極性。以學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，“智能制造與機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練中心”力爭(zhēng)在不遠(yuǎn)的將來創(chuàng)建省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和中國制造2025產(chǎn)教融合創(chuàng)新基地。

References)

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Construction of practical innovation training center for intelligent manufacturing and robotics

Zhang Yongchun, Feng Jun, Wang Gang, Zhou Jun

(Taizhou College of Science and Technology, Nanjing University of Science and Technology, Taizhou 225300, China)

From the three aspects of function orientation, construction scheme and idea, management mode and operational mechanism, the construction effect of the practical innovation training center for intelligent manufacturing and robotics is elaborated, and the remarkable results that the students have achieved in the experimental teaching, engineering projects, competition awards, publication, patent application, etc., are expounded on. It can be seen from the practice that the construction of the center for intelligent manufacturing and robotics plays an important role in cultivating students’ practical innovation ability.

intelligent manufacturing； robotics； practical innovation training center

10.16791/j.cnki.sjg.2017.07.007

2017-01-10

2017-04-11

教育部高等學(xué)校自動(dòng)化類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教育教學(xué)改革課題面上項(xiàng)目 (2015A06);江蘇省高校青藍(lán)工程項(xiàng)目(蘇教師[2014]1號(hào))

張永春(1964—)，男，江蘇張家港，碩士，副研究員，南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院黨委書記，研究方向?yàn)楦叩冉逃芾?/p>

E-mail：zhangyc@njust.edu.cn

馮鈞(1983— ),男,江蘇宜興,碩士,副教授,研究方向?yàn)橹悄苤圃臁⒆詣?dòng)化與機(jī)器人技術(shù).

E-mail：fjyixing@126.com

G642.0;G482

A

1002-4956(2017)07-0020-04