李全城,吳新良
(廈門理工學(xué)院 現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心,福建 廈門 361024)
《中國制造2025》將智能制造作為主攻方向,智能制造日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容,也是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強(qiáng)國的重要舉措[1]。智能生產(chǎn)線是智能制造的重要應(yīng)用內(nèi)容,是具有智能管理和控制系統(tǒng),可以感知加工對象的物流狀況、質(zhì)量、故障,根據(jù)生產(chǎn)要求,進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,協(xié)調(diào)機(jī)器人之間的工作的生產(chǎn)線。目前智能生產(chǎn)線在汽車、工程機(jī)械和電子行業(yè)等領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用[2-3]。為滿足智能制造教學(xué)和科研的需要[4],廈門理工學(xué)院現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心和機(jī)汽學(xué)院于2015年年底商議建立一條智能生產(chǎn)線,然而由于經(jīng)費(fèi)不足,項(xiàng)目無法進(jìn)行。學(xué)校校董單位的廈門萬久科技股份有限公司(以下簡稱“萬久公司”)急需掌握智能制造相關(guān)技術(shù)的畢業(yè)生,因此他們表示非常愿意和學(xué)校合作,共同建設(shè)智能生產(chǎn)線,并成立智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。
為把該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成具備教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、技能培訓(xùn)鑒定和競賽、產(chǎn)品研發(fā)等多種功能的實(shí)驗(yàn)室,從2015年年底開始,學(xué)?,F(xiàn)代工程訓(xùn)練中心與萬久公司領(lǐng)導(dǎo)層開會(huì)十余次,共同討論共建智能生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容、運(yùn)行機(jī)制、教學(xué)體系等,并于2017年5月正式掛牌成立智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室[5],努力將它打造成不僅可為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供良好的實(shí)踐基地,也可為企業(yè)、社會(huì)大眾提供開放的公共服務(wù)平臺(tái)[6]。
學(xué)校與萬久公司在充分調(diào)研現(xiàn)有辦學(xué)條件和廈門發(fā)達(dá)的3C產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一條3C產(chǎn)品外殼智能生產(chǎn)線,探討校企合作共建智能生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)內(nèi)容,使得建成后的實(shí)訓(xùn)室不僅能為學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐服務(wù),也能為企業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品推廣、技術(shù)研發(fā)和人員培訓(xùn)提供服務(wù),更好地為地區(qū)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。
構(gòu)建的3C產(chǎn)品外殼智能生產(chǎn)線主要由AGV小車、自動(dòng)上下料模組、流水線模組、RGV機(jī)器人模組、CNC機(jī)床(2臺(tái)850加工中心、3臺(tái)鉆攻中心)、監(jiān)控系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)等組成,能實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)搬運(yùn)與輸送、自動(dòng)上下料及自動(dòng)加工(布局圖如圖1所示)。其自動(dòng)化生產(chǎn)流程為:系統(tǒng)下發(fā)任務(wù)清單→AGV小車把待加工物料運(yùn)行到上下料裝置→上下料裝置自動(dòng)把物料投放到上料流水線→機(jī)器人模組自動(dòng)從流水線把物料裝夾到CNC機(jī)臺(tái)上進(jìn)行加工→CNC加工→機(jī)器人模組自動(dòng)把加工后的物料投放到下料流水線上→上下料裝置自動(dòng)把下料流水線的物料送到AGV小車上→AGV小車運(yùn)行到下料區(qū)下料。
圖1 3C產(chǎn)品外殼智能生產(chǎn)線布局圖
成立由校企雙方推薦的具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員組成的教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì),對實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)和審查。學(xué)校指派具有豐富管理經(jīng)驗(yàn)的人員負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)室的日常管理,對校企雙方負(fù)責(zé),并定期向教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和校企雙方領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)實(shí)訓(xùn)室的運(yùn)作情況。為進(jìn)一步發(fā)揮該實(shí)訓(xùn)的功能,擬研究如何依托該實(shí)訓(xùn)室開展教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、技能培訓(xùn)鑒定和競賽、產(chǎn)品研發(fā)等多種業(yè)務(wù),使得該實(shí)訓(xùn)室不僅成為教學(xué)實(shí)踐和教師成長中心,也成為高校企業(yè)技術(shù)交流、人才輸送以及產(chǎn)品開發(fā)的中心,實(shí)現(xiàn)互利雙贏的校企合作模式,如圖2所示。
圖2 聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)行示意圖
高校不僅擁有較多高水平的教授、博士和豐富開發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級工程師、高級技師組成的雙師型隊(duì)伍,而且具備眾多的教學(xué)產(chǎn)地和設(shè)備資源優(yōu)勢,并且以人才培養(yǎng)為目標(biāo),應(yīng)當(dāng)成為實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)主體。因此所建實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)實(shí)習(xí)、技能鑒定和技能競賽功能由學(xué)校師資為主,并聘請部分企業(yè)專家參與進(jìn)行(學(xué)校聘請鄒朝圣為我??妥淌?。所建實(shí)訓(xùn)室不僅服務(wù)于學(xué)校的應(yīng)用型人才培養(yǎng),而且也要以實(shí)訓(xùn)室為紐帶,充分利用好高校智力資源、科研設(shè)備和科研優(yōu)勢與企業(yè)開展合作,主動(dòng)為企業(yè)提供人員培訓(xùn)、協(xié)同創(chuàng)新和技術(shù)服務(wù)。這樣的合作有利于為企業(yè)帶來更多的實(shí)效,有利于提高企業(yè)在校企合作中的動(dòng)力,增強(qiáng)合作辦學(xué)的吸引力。
企業(yè)站在市場前沿,對市場需求、技術(shù)發(fā)展方向和人才需求比較敏感,可及時(shí)反饋實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)內(nèi)容和技術(shù)發(fā)展方向,定期來校開展技術(shù)講座,并為教師和學(xué)生提供企業(yè)實(shí)踐鍛煉,使教師和學(xué)生保持知識(shí)更新。因此實(shí)訓(xùn)室的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)和產(chǎn)品研發(fā)功能由企業(yè)主導(dǎo)進(jìn)行,每年吸收學(xué)校師生參與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)和產(chǎn)品開發(fā),提高教師和學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用水平和實(shí)踐能力。
另外,以設(shè)備、師資等資源為紐帶,以經(jīng)濟(jì)利益分配為基礎(chǔ),以監(jiān)督管理為手段,重點(diǎn)研究如何以“量化經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出”的方式與企業(yè)合作開展培訓(xùn)和研發(fā)業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)“多投入多得,多勞多得”,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢提高雙方積極性[6]。力求在滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的同時(shí),提升實(shí)訓(xùn)室接受社會(huì)培訓(xùn)班的動(dòng)力和提高企業(yè)接收學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)的動(dòng)力,有利于改變一般實(shí)訓(xùn)室資源過剩和假期閑置的浪費(fèi),并促進(jìn)企業(yè)主動(dòng)接收學(xué)生實(shí)習(xí)。
基于廈門3C企業(yè)分布眾多,對相關(guān)高技能應(yīng)用型人才需求旺盛的特點(diǎn),以該智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái),研究依托認(rèn)知實(shí)習(xí)、工程訓(xùn)練、課程實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試班、智能生產(chǎn)線高級研修班和職業(yè)技能考證等實(shí)踐形式,構(gòu)建開放式的智能生產(chǎn)線應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系[8]。
首先以開放辦學(xué)的姿態(tài)與企業(yè)共同制定各個(gè)培訓(xùn)大綱和教案。作為產(chǎn)業(yè)一線的企業(yè)對培養(yǎng)什么樣的應(yīng)用型人才有絕對的話語權(quán),因此充分調(diào)研廈門3C企業(yè)對智能生產(chǎn)線應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要,實(shí)施“訂單式培養(yǎng)”[9],為市場培養(yǎng)智能生產(chǎn)線的操作、調(diào)試、應(yīng)用及維護(hù)等綜合應(yīng)用型人才,促進(jìn)學(xué)員的“零距離”就業(yè)。
其次所構(gòu)建的實(shí)踐教學(xué)體系需循序漸進(jìn),遵循學(xué)習(xí)規(guī)律。智能生產(chǎn)線面向機(jī)械類、電氣類和計(jì)算機(jī)類等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,從低年級認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和工程訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)的興趣和操作基礎(chǔ);到大二、大三的專業(yè)課如數(shù)控技術(shù)、PLC、三維設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造等課程配套實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn),儲(chǔ)備技術(shù)基礎(chǔ);再到高年級的工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試班、智能生產(chǎn)線高級研修班和職業(yè)技能考證等專題實(shí)習(xí)培養(yǎng)專業(yè)人才,最后到企業(yè)進(jìn)行鍛煉實(shí)習(xí)和開展技術(shù)開發(fā)成為智能生產(chǎn)線相關(guān)應(yīng)用型人才。
校企雙方共建的智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行半年以來取得了不少成就,但是也存在一定的問題,主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建初期雖然建立了一定的管理機(jī)制和運(yùn)行模式,但是缺乏一些激勵(lì)機(jī)制、約束監(jiān)督機(jī)制和情感機(jī)制等保證該共建實(shí)驗(yàn)室良性發(fā)展的長效機(jī)制[10]。據(jù)此,校企雙方本著積極、自愿、公正的原則簽訂了《校企共建3C產(chǎn)品智能生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)室協(xié)議》,明確規(guī)定了校企雙方的權(quán)利義務(wù),進(jìn)一步完善了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度。
聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)一般都是按照大綱進(jìn)行的,其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法基本是固定的,而企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品須隨市場靈活變動(dòng),所以該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)教學(xué)和生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)不協(xié)調(diào)的局面,這就要求我們根據(jù)每一階段的生產(chǎn)要求調(diào)整教學(xué)大綱。因此,校企雙方創(chuàng)新適應(yīng)產(chǎn)品市場變動(dòng)要求的教學(xué)模式,如準(zhǔn)備了針對不同階段的教學(xué)大綱。
該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初期的目標(biāo)是建設(shè)成為集實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、技能培訓(xùn)鑒定和競賽、產(chǎn)品研發(fā)為一體的實(shí)驗(yàn)室。初期該實(shí)驗(yàn)室只實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)及技能培訓(xùn)三個(gè)功能,競賽和產(chǎn)品研發(fā)兩個(gè)方面的功能有待深化和挖掘。因此,校企雙方開展了基于該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的競賽活動(dòng),如《文創(chuàng)產(chǎn)品創(chuàng)作競賽》等。同時(shí)也開展了多個(gè)相關(guān)的科研課題合作,如《基于觸覺工業(yè)機(jī)器人被動(dòng)安全研究及開發(fā)》等7項(xiàng)橫向課題研究。
校企共建智能制造聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過實(shí)踐和完善后,取得了初步效果。
1) 建成了3C產(chǎn)品外殼智能生產(chǎn)線的真實(shí)環(huán)境,開展了“做中學(xué)、做中教、做中求進(jìn)步”的教學(xué)模式,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的投入使用,解決了學(xué)生在智能生產(chǎn)線相關(guān)應(yīng)用能力和企業(yè)實(shí)際要求脫節(jié)的問題。為學(xué)生提供了一個(gè)系統(tǒng)而真實(shí)的3C產(chǎn)品外殼智能生產(chǎn)線的實(shí)踐環(huán)境,學(xué)生不僅可以按照教學(xué)大綱完成相關(guān)3C產(chǎn)品的設(shè)計(jì)仿真、制造加工、調(diào)試運(yùn)行和自動(dòng)化流水線生產(chǎn),也可以切身體會(huì)智能流水線生產(chǎn)的全過程,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
2) 建立健全了校企共建實(shí)驗(yàn)室的長效運(yùn)行機(jī)制。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室秉持“互利共贏”的理念,遵循“產(chǎn)學(xué)研用一體”的建設(shè)目標(biāo),成立了校企共管的領(lǐng)導(dǎo)班子,并建立、完善了相關(guān)運(yùn)行機(jī)制、利益機(jī)制、激勵(lì)機(jī)制、約束監(jiān)督機(jī)制和情感機(jī)制等長效機(jī)制。這些長效機(jī)制的建立,促進(jìn)了該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的良性發(fā)展。
3) 加快了“雙師型”師資隊(duì)伍的建設(shè),促進(jìn)了智能生產(chǎn)線相關(guān)技術(shù)革新和科學(xué)研究[11]。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的指導(dǎo)教師是由學(xué)校和企業(yè)技術(shù)人員組成,一方面,學(xué)校聘請萬久公司優(yōu)秀的工程師作為兼職教師,大大地改善了學(xué)校智能制造的師資結(jié)構(gòu),壯大了“雙師型”教師隊(duì)伍;另一方面,學(xué)校的教師通過去萬久公司頂崗工作和協(xié)助他們開展相關(guān)培訓(xùn)的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)了技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而提高了業(yè)務(wù)知識(shí)和技能水平。同時(shí),校企雙方專業(yè)技術(shù)人員依托該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,開展了多項(xiàng)課題研究,并取得了一批成果。
4) 鞏固校企雙方關(guān)系,擴(kuò)大企業(yè)影響力。學(xué)校本著互惠共贏的原則,積極配合合作企業(yè)的各項(xiàng)宣傳政策,將宣傳合作企業(yè)作為增強(qiáng)雙方關(guān)系的一項(xiàng)重要職責(zé)。一方面配合企業(yè)宣傳,為企業(yè)潛在客戶提供宣傳展示和培訓(xùn)學(xué)習(xí),使實(shí)驗(yàn)室成為萬久公司對外宣傳和服務(wù)的重要窗口;另一方面通過強(qiáng)化培訓(xùn),使參培對象對萬久公司的設(shè)備和軟件的使用產(chǎn)生心理依賴,為企業(yè)培養(yǎng)了未來的潛在客戶。
校企共建智能生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)室,不僅彌補(bǔ)了學(xué)校資金不足,無法搭建適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)需要的智能生產(chǎn)線的問題;同時(shí)讓學(xué)生完成了智能制造的教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了由“在校學(xué)生”到“企業(yè)員工”身份的轉(zhuǎn)換[12];還為企業(yè)培養(yǎng)了“無縫對接”的人才,節(jié)約了崗前培訓(xùn)成本和時(shí)間。因此,校企合作共建實(shí)驗(yàn)室是人才培養(yǎng)的重要途徑,廈門理工學(xué)院與萬久公司開展共建智能生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)室的做法,可以為開展智能生產(chǎn)線應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供借鑒,為學(xué)校與企業(yè)合作共建共享智能生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)室提供參考。
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