曹榮敏， 吳迎年， 陳雯柏， 王占杰， 劉學(xué)東

(1.北京信息科技大學(xué) 自動化學(xué)院,北京 100192;2.北京研華科技有限公司,北京 100085)

0 引 言

建立工程教育專業(yè)認(rèn)證制度，是實(shí)現(xiàn)我國工程教育全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，這已成為工程界教育界的廣泛共識[1-2]。2016年6月中國工程教育正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，促進(jìn)了我國工程師按照國際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)、提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措，是推進(jìn)工程師資格國際互認(rèn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，對我國工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)對國際競爭、走向世界具有重要意義[3-4]。

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)涵是構(gòu)建“產(chǎn)出導(dǎo)向”人才培養(yǎng)體系，并持續(xù)改進(jìn)之。其強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為本，面向全體學(xué)生，以學(xué)生為中心，以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE(Outcome Based Education)的理念[5-6]。自動化專業(yè)經(jīng)過多年的積淀，把握時代對人才的需求，依據(jù)學(xué)校定位，借助于自動化專業(yè)卓越工程師計(jì)劃校企合作契機(jī)，適時調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)和定位，逐步打造成為具有信息與控制、物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)有機(jī)融合，突出應(yīng)用型人才工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為特色的專業(yè)。2016年申請工程教育專業(yè)認(rèn)證并受理，2017年11月工程認(rèn)證專家進(jìn)校考查，2018年5月正式通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證。自動化專業(yè)在工程教育專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)過程中，將不斷科學(xué)合理設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系，開展實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的評價，創(chuàng)建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，深化工程認(rèn)證的核心內(nèi)涵，保證工程教育專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量。

“中國制造2025”提出，堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，根本目標(biāo)在于改變中國制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的局面。實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的宏偉目標(biāo)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，但最重要的是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[7]。

學(xué)校圍繞北京市中長期發(fā)展規(guī)劃綱要確定的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、城市管理、城市交通、城市安全，以新一代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)控制、云控制為培養(yǎng)特色，在工程教育認(rèn)證和中國制造2025大背景下，培養(yǎng)具備自動化、信息化兩化融合的高端型復(fù)合人才提供強(qiáng)有力的學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)境，開展自動化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)勢在必行。

1 基于工程教育認(rèn)證的實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

1.1 實(shí)踐教學(xué)改革的指導(dǎo)思想

建立以學(xué)生為本、以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的持續(xù)改進(jìn)和反饋機(jī)制，是工程認(rèn)證的核心思想和內(nèi)容。也是實(shí)踐教學(xué)改革的指導(dǎo)思想。質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)課程是學(xué)校教學(xué)的基本活動，建立針對畢業(yè)要求的課程(包括實(shí)踐環(huán)節(jié))評價機(jī)制是內(nèi)部質(zhì)量保證的核心[8]。自動化專業(yè)遵循OBE思想，建立課程評價閉環(huán)反饋跟蹤機(jī)制，構(gòu)建雙循環(huán)的質(zhì)量保障體系。

校外循環(huán)部分，自動化專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生是被控對象，學(xué)校對被控對象畢業(yè)5年后的能力進(jìn)行采樣和持續(xù)的跟蹤反饋，以滿足學(xué)生符合培養(yǎng)目標(biāo)的控制要求，即學(xué)生是否符合培養(yǎng)目標(biāo)的要求(培養(yǎng)目標(biāo)是否達(dá)成)，是否符合社會需求，是否符合自動化相關(guān)行業(yè)發(fā)展和職場需求，是否符合學(xué)校工程特色和專業(yè)定位，不符合的部分，為控制偏差，根據(jù)偏差對畢業(yè)要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而進(jìn)入校內(nèi)循環(huán)。

校內(nèi)循環(huán)部分的最終目標(biāo)是畢業(yè)要求是否達(dá)成，設(shè)計(jì)工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的課程教學(xué)大綱,包括課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐、基于OBE教學(xué)理念和目標(biāo)導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、課程考核方案的設(shè)計(jì)、并開展課程目標(biāo)合理性評價和達(dá)成度評價，形成總結(jié)報(bào)告，進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)。因此校內(nèi)反饋環(huán)的“控制算法”是對課程教學(xué)評價中督導(dǎo)結(jié)果、學(xué)生評課、評教或課程評價結(jié)果，從而形成課程教學(xué)質(zhì)量評價與保障體系。

實(shí)踐教學(xué)模式改革和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是校內(nèi)循環(huán)中課程體系達(dá)成不可缺少的軟硬件支持條件。

1.2 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)

實(shí)踐教學(xué)模式改革是教學(xué)質(zhì)量保障校內(nèi)循環(huán)中課程體系達(dá)成不可缺少的軟件支持條件。

自動化專業(yè)在2016培養(yǎng)方案修訂中，基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，開展面向全體學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革，充分依托專業(yè)引領(lǐng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、開放實(shí)驗(yàn)、學(xué)科競賽、“實(shí)培計(jì)劃”“高水平交叉培養(yǎng)計(jì)劃”“大創(chuàng)項(xiàng)目”“研究生科技創(chuàng)新項(xiàng)目”等，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)體系，改革教育教學(xué)內(nèi)容方法，改進(jìn)實(shí)踐課程評價機(jī)制，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)。讓創(chuàng)新教育從新生入學(xué)開始，分層次融入4年的學(xué)習(xí)全過程。通過深入了解工程原理，綜合運(yùn)用多門課程知識，并平衡多方面因素滿足題目要求，實(shí)現(xiàn)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。實(shí)踐課程精選了專業(yè)各類項(xiàng)目及學(xué)科競賽，涉及專業(yè)理論技術(shù)范圍廣，綜合性強(qiáng)，通過競爭形式的學(xué)習(xí)交流，提高學(xué)生對自動化專業(yè)理論技術(shù)的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生積極向上的探索與意識創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中的團(tuán)隊(duì)合作能力[9-11]。2016培養(yǎng)方案修訂中增加的實(shí)踐選修環(huán)節(jié)如表1所示。

表1 實(shí)踐類選修課程

2 自動化專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

2.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是教學(xué)質(zhì)量保障體系校內(nèi)循環(huán)中課程體系實(shí)踐教學(xué)部分達(dá)成不可缺少的硬件支持條件。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為學(xué)生提供創(chuàng)新開發(fā)平臺與直觀展示平臺，為創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng)提供條件。

在自動化專業(yè)卓越合作企業(yè)北京研華科技有限公司的支持下開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)?！跋冗M(jìn)智慧工廠實(shí)訓(xùn)平臺”結(jié)合國家當(dāng)前的制造業(yè)升級潮流，響應(yīng)“中國制造2025”的發(fā)展方向。該實(shí)訓(xùn)平臺整合了智能制造的核心思想，將智慧工廠在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室呈現(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)智能工廠的先進(jìn)知識，并根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。為培養(yǎng)具備自動化、信息化融合的高端型復(fù)合人才提供強(qiáng)有力的學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)境，讓學(xué)生對《中國制造2025》《工業(yè)4.0》現(xiàn)代化制造業(yè)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)與認(rèn)知，促進(jìn)學(xué)生的良好就業(yè)，同時開展工程教學(xué)，創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的教學(xué)新模式，提供培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)境[12-14]。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為“專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)”“自動化專業(yè)科技創(chuàng)新與科研訓(xùn)練項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)”“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等課程提供實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。學(xué)生還可基于實(shí)戰(zhàn)平臺開展自主創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐。

2.2 先進(jìn)智慧工廠實(shí)訓(xùn)平臺”組成及功能

實(shí)訓(xùn)平臺是基于“中國制造2025”的全集成自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，融合了教育信息化、工業(yè)信息化的產(chǎn)品，包括了虛擬仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子商務(wù)技術(shù)等，是目前最先進(jìn)、最復(fù)雜、一體化的綜合的實(shí)訓(xùn)平臺，結(jié)合了工程和研究的特性，為自動化專業(yè)培養(yǎng)多層次的創(chuàng)新人才提供硬件保障。該實(shí)訓(xùn)平臺由兩大部分組成。

(1) 工藝對象。針對智慧工廠概念，以及自動化專業(yè)特性。設(shè)計(jì)了兩個仿真實(shí)驗(yàn)工廠。①半實(shí)物仿真的生物農(nóng)藥化工廠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，②智慧制造生產(chǎn)線。前者屬于過程自動化，后者屬于制造自動化，更加具有突出中國制造2025特性。

(2) 車間網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。包括工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)，冗余網(wǎng)絡(luò)，信息安全(攻擊與防范)，融合信息系統(tǒng)，視頻監(jiān)控，大屏幕監(jiān)控。實(shí)訓(xùn)平臺組成框架如圖1所示。

2.3 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

(1) 系統(tǒng)涵蓋了最新、最先進(jìn)的智慧制造概念，引入從現(xiàn)場級、車間級、工廠級、客戶級的全集成信息系統(tǒng)。

(2) 提供給學(xué)生綜合的、整體化的“中國制造2025”展示平臺、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)平臺。

圖1 中國制造2025的全集成自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

(3) 融合工業(yè)工藝、控制器、人機(jī)界面、執(zhí)行系統(tǒng)、管控一體化、企業(yè)資源計(jì)劃、電子商務(wù)、物流、到客戶智慧服務(wù)全系列的創(chuàng)新平臺，形成一個中國制造2025實(shí)戰(zhàn)整體平臺。

(4) 提供創(chuàng)新解決方案及復(fù)雜工程問題，促進(jìn)學(xué)生將技術(shù)產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化智慧工廠全平面的搭建，實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)涵蓋了過程控制(仿真生物醫(yī)藥加工廠)、柔性離散控制(仿真實(shí)訓(xùn)灌裝產(chǎn)線)、信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度中心系統(tǒng)等現(xiàn)代化智慧工廠主流技術(shù)的應(yīng)用。

3 真實(shí)與虛擬的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)包括虛擬的生物農(nóng)藥化工廠仿真系統(tǒng)，智慧生產(chǎn)線仿真系統(tǒng)。

3.1 半實(shí)物仿真系統(tǒng)及真實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

由于化工廠具有高溫高壓，以及腐蝕，防爆等特點(diǎn)，所以使用虛擬仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。從而具有安全、綠色、節(jié)能等特點(diǎn)。利用仿真輸入輸出模塊，使用真實(shí)的控制系統(tǒng)來控制虛擬農(nóng)藥化工廠的過程自動化。

生物農(nóng)藥化工廠采用FLASH制作，通過接口軟件，提供與可編程控制器PLC的仿真接口，實(shí)現(xiàn)全部虛擬的仿真控制。學(xué)生可以連接半實(shí)物仿真接口輸入輸出模塊，從而連接真實(shí)PLC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？梢酝ㄟ^按鈕，快速設(shè)置工藝，進(jìn)行特定實(shí)驗(yàn)。

3.2 智慧生產(chǎn)線真實(shí)與仿真系統(tǒng)

智慧生產(chǎn)線包括了生物藥品配方混合過程自動化系統(tǒng)、立體倉庫系統(tǒng)、罐裝系統(tǒng)、加蓋旋蓋系統(tǒng)、質(zhì)檢系統(tǒng)、物流搬運(yùn)系統(tǒng)以及噴碼機(jī)7個工作站組成?？梢酝ㄟ^PLC控制各個過程。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可以在虛擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

通過混合反應(yīng)單元來實(shí)現(xiàn)藥水配方(成分比例)，兩種原料的流量比值控制，加熱溫度控制，液位控制，罐裝壓力控制。

立體倉庫提供瓶子選擇，包括瓶子顏色，材質(zhì)。碼垛機(jī)把符合用戶要求的瓶子送到出口，由傳送站送往罐裝單元物料臺，完成罐裝操作后，把罐裝好的工件送往加蓋旋蓋單元的物料臺，然后把不同顏色，不同材質(zhì)的蓋子夾到瓶子上。通過旋蓋機(jī)構(gòu)，擰緊，完成罐裝后的成品送往質(zhì)檢單元分揀輸出，最后通過機(jī)器人進(jìn)行紙箱分裝。立體倉庫在啟動后，會自動掃描庫位的內(nèi)容，形成庫存表。

用戶可以通過手機(jī)、PAD、計(jì)算機(jī)等，通過網(wǎng)頁下單，選擇不同的配方藥水、不同瓶子、不同蓋子，系統(tǒng)通過M2C、ERP、MES系統(tǒng)，讓系統(tǒng)依據(jù)學(xué)生用戶的定制來生產(chǎn)。

4 實(shí)訓(xùn)平臺中車間網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)

采用路由器進(jìn)行車間級和工廠級網(wǎng)絡(luò)的隔離，并進(jìn)行不同網(wǎng)段的互聯(lián)。學(xué)生可以設(shè)計(jì)不同路由器之間的各種路由，實(shí)現(xiàn)各種協(xié)議。采用防火墻，進(jìn)行Internet隔離，VPN通信。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息安全。通過這部分的學(xué)習(xí)，使學(xué)生將自動化與信息化結(jié)合，并學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全方面的知識[15-16]。

4.1 大屏幕墻系統(tǒng)

大屏幕投影顯示關(guān)鍵參數(shù)，時鐘信息等。例如顯示反應(yīng)過程中的累積比例、溫度、壓力、PH值等參數(shù)，也可以提供告警信息。

4.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與信息安全

工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)車間級雙冗余網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)組態(tài)系統(tǒng)間兩條物理網(wǎng)絡(luò)的連接，以防單一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障則所有站點(diǎn)癱瘓的弊端。對于網(wǎng)絡(luò)的任意一個站點(diǎn)均安裝2塊網(wǎng)卡，并分別設(shè)置在2個網(wǎng)段內(nèi)。當(dāng)主網(wǎng)線路中斷時，組態(tài)網(wǎng)絡(luò)通信自動切換到從網(wǎng)，并由從網(wǎng)監(jiān)視主網(wǎng)線路狀態(tài)，在主網(wǎng)線路恢復(fù)正常時，組態(tài)通信自動切換到主網(wǎng)線路，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀況。

5 實(shí)訓(xùn)平臺中國制造2025集成信息系統(tǒng)

5.1 MES演示系統(tǒng)

MES是工廠實(shí)時信息系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)，也是中國制造2025的重要組成部分。包括ERP對接模塊，集成監(jiān)控對接模塊，以及MES核心模塊。實(shí)現(xiàn)ERP系統(tǒng)與生產(chǎn)線系統(tǒng)之間的通信。

通過服務(wù)器程序從監(jiān)控軟件中收集相應(yīng)的信息．為工廠級網(wǎng)絡(luò)中的銷售,財(cái)務(wù)，采購，以及經(jīng)理們提供實(shí)時的生產(chǎn)信息,以使得不同崗位能夠?qū)ψ约核鶓?yīng)該負(fù)責(zé)的各種計(jì)劃，監(jiān)測和控制活動等做出及時、有效的決策。相對組態(tài)軟件運(yùn)行的軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控生產(chǎn)過程，而該系統(tǒng)針對的是高層管理信息。

MES也是執(zhí)行系統(tǒng)，通過對訂單進(jìn)行分析，包括原材料庫存，廢品率等分析。然后下發(fā)到控制器進(jìn)行生產(chǎn)。整個系統(tǒng)提供給用戶配置，二次開發(fā)的接口，供學(xué)生創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)。

5.2 ERP系統(tǒng)

ERP是自動化向中國制造2025發(fā)展的重要組成部分。學(xué)生通過這部分的實(shí)訓(xùn)，可以對經(jīng)濟(jì)管理等方面的知識進(jìn)行學(xué)習(xí)。

系統(tǒng)可以洞察管理全局，掌握財(cái)務(wù)、銷售、采購，以及生產(chǎn)等業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以迅捷的響應(yīng)速度，及時捕獲瞬息萬變的市場需求，滿足越來越多的個性需求，提高經(jīng)濟(jì)危機(jī)下的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和盈利水平。實(shí)訓(xùn)平臺中設(shè)計(jì)了中小企業(yè)管理軟件，包括了財(cái)務(wù)、采購、倉庫管理、生產(chǎn)企業(yè)計(jì)劃等內(nèi)容，符合國家的財(cái)會制度。

ERP與MES/MIS提供原材料管理、訂單管理、MRP生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量管理、入庫出庫管理等。

實(shí)訓(xùn)平臺中ERP演示系統(tǒng)。具有創(chuàng)新的技術(shù)特點(diǎn)：①ERP實(shí)現(xiàn)動態(tài)可變化的材料清單表。因?yàn)榭蛻舻倪x擇不同，而導(dǎo)致原材料不同。②實(shí)時計(jì)算定制需求，以及生產(chǎn)調(diào)度需求。③ERP從縱向統(tǒng)一了通信接口協(xié)議，為電子商務(wù)、MES提供全集成的價值鏈。④ERP提供橫向企業(yè)聯(lián)合訂單接口，實(shí)現(xiàn)全球采購。

5.3 電子商務(wù)M2C系統(tǒng)

電子商務(wù)演示系統(tǒng)創(chuàng)新特色：①實(shí)現(xiàn)雙向通信的M2C平臺。②實(shí)現(xiàn)實(shí)時的庫存查詢，自由的產(chǎn)品定制能力，設(shè)置上傳設(shè)計(jì)文件。③實(shí)現(xiàn)手機(jī)、PAD、P，C下單，在校支付與取消訂單等功能。系統(tǒng)提供用戶配置，二次開發(fā)接口等供學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

5.4 智慧服務(wù)系統(tǒng)

提供用戶使用、包裝、回收等相關(guān)操作培訓(xùn)。包括視頻、PPT、WORD文檔等等。安裝在MOOC平臺上。用戶通過掃碼就能獲得這些內(nèi)容。

除了這些操作幫助之外，系統(tǒng)還提供用戶的技術(shù)支持接口。將來還可以為廠家提供用戶信息匯總、分析等大數(shù)據(jù)服務(wù)。

用戶可以通過手機(jī)掃碼，直接登錄，學(xué)習(xí)操作。這里的MOOC提供智慧服務(wù)的培訓(xùn)部分，提供一個特別的第三方培訓(xùn)網(wǎng)站空間，學(xué)生模擬企業(yè)的培訓(xùn)部分，為用戶提供服務(wù)。

6 實(shí)訓(xùn)平臺服務(wù)的課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

該實(shí)訓(xùn)平臺主要面向自動化專業(yè)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中充分了解分析平臺系統(tǒng)，結(jié)合“中國制造2025”的現(xiàn)實(shí)需求，設(shè)計(jì)各個層面的創(chuàng)新課題，充分體現(xiàn)解決實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”過程中出現(xiàn)的各種問題，用于工程認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，注重創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)中科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，保證知識的完整性，使學(xué)生得到綜合鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神等非知識性因素[17]。

6.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)平臺服務(wù)的課程

(1) 2016版培養(yǎng)方案新增課程。工程認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。“專業(yè)引領(lǐng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練”2周、“專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)”1周、“專業(yè)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練”4周、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”2周等新增課程實(shí)踐環(huán)節(jié)。

(3) 持續(xù)改進(jìn)課程。根據(jù)工程認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)的思想，一門課程各個實(shí)驗(yàn)之間的互聯(lián)，畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的互聯(lián)性，可以保證知識的完整性，使學(xué)生得到綜合鍛煉，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神等非知識性因素。

“畢業(yè)設(shè)計(jì)”17周、“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)”2周、“計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”“樓宇自動化”“過程控制”“自動化專題講座”“自動化職業(yè)規(guī)劃”及學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐與學(xué)科競賽等持續(xù)改進(jìn)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。

6.2 開設(shè)的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目

(1) 實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目11項(xiàng)。實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)為保證工程認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。①智能工廠信息化系統(tǒng)平臺的構(gòu)建及綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)搭建；②智能工廠能源管理系統(tǒng)的搭建；③智能工廠物料管理系統(tǒng)平臺的搭建；④智能工廠物料追溯系統(tǒng)的構(gòu)建；⑤智能工廠物料分揀系統(tǒng)的構(gòu)建；⑥ERP與MES互聯(lián)互通系統(tǒng)的搭建。以上6項(xiàng)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目適合于大型復(fù)雜系統(tǒng)的構(gòu)建。⑦智能制造電子商務(wù)信息管管控平臺配置系統(tǒng)構(gòu)建；⑧智能工廠ERP基本配置實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；⑨智能工廠ERP出入庫實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；⑩ERP動態(tài)BOM配置實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；ERP動態(tài)查詢實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

(2) 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題31項(xiàng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的設(shè)計(jì)為保證工程認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的互聯(lián)性，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神等非知識性因素。質(zhì)量控制數(shù)據(jù)采集實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)搭建；質(zhì)量控制數(shù)據(jù)分析實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建；MES與ERP訂單構(gòu)成實(shí)訓(xùn)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建；MES與PCS車間級系統(tǒng)的互聯(lián)互通實(shí)訓(xùn)平臺的搭建；MES調(diào)度配置實(shí)訓(xùn)平臺的搭建與應(yīng)用頻器流量控制算法研究；以上5項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題適合于大型復(fù)雜系統(tǒng)的構(gòu)建。立體倉庫庫位判斷控制系統(tǒng)研究；立體倉庫取瓶控制系統(tǒng)研究；灌裝系統(tǒng)瓶子鎖緊；灌裝系統(tǒng)灌裝控制研究；步進(jìn)電動機(jī)角度定位控制系統(tǒng)研究；封蓋控制系統(tǒng)研究；異步電動機(jī)定位控制系統(tǒng)研究；質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)；傳送機(jī)械手控制系統(tǒng)；傳送定位控制系統(tǒng)；視頻監(jiān)控組網(wǎng)研究；動態(tài)偵測與報(bào)警系統(tǒng)研究；調(diào)節(jié)閥流量比值控制系統(tǒng)研究；液位實(shí)時控制系統(tǒng)研究；鍋爐動態(tài)水溫度控制系統(tǒng)研究；換熱器冷水出口溫度控制系統(tǒng)研究；系統(tǒng)開機(jī)邏輯時序控制系統(tǒng)研究；系統(tǒng)關(guān)機(jī)邏輯時序控制系統(tǒng)研究；故障強(qiáng)制冷卻連鎖保護(hù)系統(tǒng)研究；直流電動機(jī)控制控制系統(tǒng)研究；步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)研究；步進(jìn)電動機(jī)絲杠定位控制系統(tǒng)研究；伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)研究；異步電動機(jī)變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)研究；瓶子識別與材質(zhì)檢測系統(tǒng)研究；氣缸電磁檢測與驅(qū)動系統(tǒng)研究。

(4) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目39項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)為保證工程認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)，1門課程各個實(shí)驗(yàn)之間的互聯(lián)，可以保證知識的完整性，使學(xué)生得到綜合鍛煉，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神等非知識性因素。水箱液位數(shù)學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)(包括單容、多容)；鍋爐與加熱器對象數(shù)學(xué)模型；調(diào)節(jié)閥特性實(shí)驗(yàn)；單容下水箱液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制；單容下水箱液位變頻器PID單回路控制；豎直雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制；豎直雙容液位變頻器PID單回路控制；水平雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制；水平雙容液位變頻器PID單回路控制；流量調(diào)節(jié)閥PID單回路控制；流量變頻器PID單回路控制；壓力調(diào)節(jié)閥PID單回路控制；壓力變頻器PID單回路控制；鍋爐動態(tài)水溫度PID單回路控制；換熱器冷水出口溫度調(diào)節(jié)閥PID單回路控制；單容下水箱液位模擬量入數(shù)字量出位式控制(標(biāo)準(zhǔn)提供)；鍋爐液位數(shù)字量入數(shù)字量出位式控制；鍋爐溫度模擬量入數(shù)字量出多段位式控制；流量-液位串級控制實(shí)驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)提供)；豎直雙容液位串級控制；換熱器熱出溫度和冷水流量串級控制；流量比值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)提供)；液位比值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；流量液位前饋反饋控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；雙容液位前饋反饋控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；建立控制器與組態(tài)監(jiān)控的連接；組態(tài)軟件監(jiān)控；多PLC IO通信；多PLC總線通信；觸摸屏編程實(shí)驗(yàn)；觸摸屏與PLC互通實(shí)驗(yàn)；PAC編程實(shí)驗(yàn)；PAC與觸摸屏通信實(shí)驗(yàn)；PLC計(jì)數(shù)器連接實(shí)驗(yàn)；PLC編碼器連接實(shí)驗(yàn)；PLC模擬量輸入輸出連接實(shí)驗(yàn)；PLC PNP,NPN傳感器連接實(shí)驗(yàn)；PLC繼電器驅(qū)動與氣缸驅(qū)動實(shí)驗(yàn)；限位保護(hù)與零點(diǎn)判斷實(shí)驗(yàn)。

7 結(jié) 語

自動化專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)搭建整體系統(tǒng)環(huán)境，構(gòu)建完整的“中國制造2025”集成信息系統(tǒng)。并實(shí)現(xiàn)認(rèn)知演示與工程實(shí)訓(xùn)的需求。為“計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)”“畢業(yè)設(shè)計(jì)”“專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)”“專業(yè)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”“過程控制”等10余門課程提供實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，并為自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)和新型智能制造實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目提供真實(shí)工程環(huán)境實(shí)踐平臺。

創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺將實(shí)際工廠級應(yīng)用小型仿真化復(fù)現(xiàn)，提供學(xué)生在教室接觸實(shí)際工廠的應(yīng)用理念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力、創(chuàng)新能力、學(xué)有所用，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的雙重結(jié)合。

仿真+實(shí)訓(xùn)的應(yīng)用模式，符合當(dāng)前教學(xué)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用的新思路。為提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力提供真實(shí)的實(shí)訓(xùn)平臺。

實(shí)驗(yàn)室可為教師項(xiàng)目建設(shè)提供模擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺、理論知識推理及研發(fā)平臺。為創(chuàng)一流專業(yè)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、培養(yǎng)卓越工程師創(chuàng)造良好的支撐環(huán)境。