姚立權(quán) 劉永剛

摘?要：為滿足智能制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)技術(shù)人才的需要，開展新一代信息技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用研究。對(duì)智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求分析，明確新一代信息技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用的要義。提出明確智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)課程及教學(xué)內(nèi)容定位、建設(shè)高水平專業(yè)化智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地、采用的增值評(píng)價(jià)考核模式等應(yīng)用路徑，促進(jìn)智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)的水平提升，為企業(yè)培養(yǎng)新一代信息技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：新一代信息技術(shù)；智能制造；生產(chǎn)線；教學(xué)實(shí)訓(xùn)

Application?Research?of?New?Generation?Information?Technology

in?Intelligent?Manufacturing?Production?Line?Teaching?and?Training

Yao?Liquan1，2?Liu?Yonggang1，2

1.Liaoning?Open?University?LiaoningShenyang?110034；

2.Liaoning?Equipment?Manufacture?College?of?Vocational?and?Technical?LiaoningShenyang?110161

Abstract：In?order?to?meet?the?needs?of?technical?talents?for?the?transformation?and?upgrading?of?intelligent?manufacturing?industry，the?application?research?of?new?generation?information?technology?in?the?teaching?and?practice?of?intelligent?manufacturing?production?line?is?carried?out.This?paper?analyzes?the?demand?of?intelligent?manufacturing?production?line?teaching?and?training，and?clarifies?the?significance?of?the?application?of?new?generation?information?technology?in?intelligent?manufacturing?production?line?teaching?and?training.This?paper?puts?forward?some?application?paths，such?as?defining?the?teaching?and?training?course?of?intelligent?manufacturing?production?line?and?the?orientation?of?the?teaching?content，constructing?the?highlevel?specialized?intelligent?manufacturing?production?line?teaching?and?training?base，adopting?the?valueadded?evaluation?mode，etc.，to?promote?the?level?of?intelligent?manufacturing?production?line?teaching?and?training?for?enterprises?to?train?a?new?generation?of?information?technology?personnel.

Keywords：New?generation?of?information?technology；Intelligent?manufacturing；Production?line；Teaching?practice

1?概述

“中國(guó)制造2025”是面對(duì)信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的革新浪潮國(guó)家發(fā)布的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略。在中國(guó)三十多年來(lái)的工業(yè)化和城市化進(jìn)程中，中國(guó)的制造業(yè)起到了很大的作用［1］。中國(guó)制造業(yè)目前最大的問(wèn)題是“大而不強(qiáng)”，沒(méi)有“中國(guó)制造”這個(gè)強(qiáng)勁的推動(dòng)力，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)、新型工業(yè)化是無(wú)法完成的［2］。在政策的引導(dǎo)下，我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的人才輸出主體具有了充足的勞動(dòng)力和特定的發(fā)展方向，清晰地劃分出了經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的人才缺口，對(duì)企業(yè)一線高級(jí)技術(shù)人員的培養(yǎng)也經(jīng)歷了不少的波折［3］。目前高技能素質(zhì)培訓(xùn)基地建設(shè)相對(duì)滯后，與世界上正在迅速發(fā)展的智能制造產(chǎn)業(yè)相比較，已無(wú)法滿足我國(guó)高技能人才培養(yǎng)的需求。在機(jī)械制造業(yè)逐漸向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展浪潮的推動(dòng)下，對(duì)員工的技術(shù)要求也越來(lái)越高［4］。為企業(yè)培養(yǎng)能夠與智能制造相匹配的新技術(shù)人才，除了要快速更新現(xiàn)有的培養(yǎng)方式之外，還要對(duì)原有的培訓(xùn)基地進(jìn)行改革，在此基礎(chǔ)上，有必要提出一種適合于企業(yè)發(fā)展模式的“數(shù)字化”發(fā)展道路。基于此，本文將開展新一代信息技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用研究。

2?智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求分析

伴隨著我國(guó)制造業(yè)整體水平的持續(xù)提高，為了達(dá)到高質(zhì)量、高效率的發(fā)展目標(biāo)，很多企業(yè)都開始使用先進(jìn)的管理體系和理念［5］。在這種發(fā)展趨勢(shì)下，企業(yè)中的技術(shù)人員的技能水平提升成了培訓(xùn)的主要方向，也是智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)的一個(gè)重要方向［6］。

在智能制造的大背景下，相對(duì)于企業(yè)如火如荼的發(fā)展，中等職業(yè)學(xué)校、高等職業(yè)學(xué)校的畢業(yè)生卻找不到合適的工作。造成這種情況的主要原因在于，從培訓(xùn)系統(tǒng)的角度來(lái)看，實(shí)習(xí)基地的裝備條件存在著很大的問(wèn)題，沒(méi)有跟上時(shí)代的步伐，也沒(méi)有對(duì)管理理念和管理制度進(jìn)行更新。要想使智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)的效果能夠充分匹配企業(yè)的用人所需，必須具備更完善的實(shí)訓(xùn)資源，并將其與現(xiàn)代教育觀念和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，形成更具數(shù)字化的生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

3?信息技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用的要義

傳統(tǒng)制造生產(chǎn)線是將產(chǎn)品從原材料加工到制成品生產(chǎn)的全部過(guò)程放在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中完成的，生產(chǎn)過(guò)程中缺乏對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和安全的監(jiān)控，生產(chǎn)過(guò)程中的任何一點(diǎn)都有可能影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全。而智能制造生產(chǎn)線是一種先進(jìn)的制造模式，其通過(guò)智能化生產(chǎn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)、集成制造系統(tǒng)（CIMS）等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)制造方式進(jìn)行革新，在工業(yè)制造過(guò)程中引入新一代信息技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的管理［7］。

智能制造生產(chǎn)線涉及多個(gè)專業(yè)的知識(shí)和技能，其中不僅包含了傳統(tǒng)制造領(lǐng)域里的制造技術(shù)和信息化技術(shù)，還包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)軟件、人工智能、大數(shù)據(jù)等相關(guān)知識(shí)。新一代信息技術(shù)為職業(yè)院校教學(xué)實(shí)訓(xùn)提供新的平臺(tái)，提供了更多的教學(xué)資源和更加便利的條件，提供了更加豐富的教學(xué)實(shí)訓(xùn)手段，這樣，就徹底改變了高校教育的人才培養(yǎng)方式和教學(xué)方式，并讓學(xué)生能更早地接觸企業(yè)，對(duì)學(xué)生能力的提升產(chǎn)生積極作用［8］。隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，智能制造生產(chǎn)線也從傳統(tǒng)的單臺(tái)機(jī)器逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，但與此同時(shí)，對(duì)高校人才的培養(yǎng)、適應(yīng)智能制造生產(chǎn)線的發(fā)展也提出了更高的要求?！靶乱淮畔⒓夹g(shù)在智能制造產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用”項(xiàng)目以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)為核心，將傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備升級(jí)為智能化設(shè)備，將理論與實(shí)際操作有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有效地解決目前在智能制造生產(chǎn)線上缺乏實(shí)習(xí)設(shè)備這一難題。

4?新一代信息技術(shù)的應(yīng)用路徑

4.1?明確智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)課程及教學(xué)內(nèi)容定位

“智能制造生產(chǎn)線生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)”是高等職業(yè)院?！爸悄苤圃臁睂I(yè)集群的一項(xiàng)重要教學(xué)內(nèi)容，也是該專業(yè)集群的特色課程。該課程是一門綜合性生產(chǎn)性訓(xùn)練課程，涵蓋了“機(jī)器人操作”“CNC加工與程序編制”“PLC電氣控制”“智能化生產(chǎn)裝備安裝”“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等課程。

以“崗、課、賽、證相結(jié)合，全面育人”為目標(biāo)，通過(guò)對(duì)本課程“智能化”的典型工作任務(wù)進(jìn)行剖析，并與機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)課程體系、《中國(guó)技能大賽智能化》競(jìng)賽題目與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、智能化專業(yè)“1+X”職業(yè)技能規(guī)范等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行比較，并將其與本專業(yè)的人才培養(yǎng)方案聯(lián)系起來(lái)，設(shè)計(jì)這門課程的教學(xué)大綱。為更好地制訂教學(xué)實(shí)訓(xùn)計(jì)劃，可以從知識(shí)技能、能力素養(yǎng)、學(xué)習(xí)特性三個(gè)方面來(lái)分析學(xué)情。一些學(xué)生通過(guò)了技能比賽的集訓(xùn)，他們已經(jīng)擁有了一定的獨(dú)立探索和學(xué)習(xí)的能力，他們?cè)谥悄苤圃焐a(chǎn)線上進(jìn)行了生產(chǎn)訓(xùn)練，并且有很強(qiáng)的實(shí)踐欲望。但是，生產(chǎn)線的實(shí)戰(zhàn)意識(shí)和安全意識(shí)較弱，設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)意識(shí)較差，團(tuán)隊(duì)合作能力和吃苦耐勞的素質(zhì)還需要進(jìn)一步的培養(yǎng)。根據(jù)以上的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情分析，提出了“知識(shí)、能力、素養(yǎng)、思政”四項(xiàng)教學(xué)目標(biāo)。，具體內(nèi)容如圖1所示。

根據(jù)圖1可知，學(xué)習(xí)目的：了解生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及排除的方法和程序；能力要求：具備在生產(chǎn)線上進(jìn)行故障排除的能力；素質(zhì)目標(biāo)：使學(xué)生能熱愛自己的工作，也能熱愛自己的工作；思政教學(xué)目的：使學(xué)生樹立精益求精的工匠精神。

4.2?建設(shè)高水平專業(yè)化智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地

為全面貫徹國(guó)家職業(yè)教育發(fā)展戰(zhàn)略，滿足“雙高建設(shè)”的需要，依托“校企聯(lián)合人才培養(yǎng)聯(lián)盟”“機(jī)電職教集團(tuán)”“智能制造應(yīng)用及培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)中心”等，組建“產(chǎn)學(xué)研用智能制造訓(xùn)練基地”。以學(xué)校智能制造校企合作人才培養(yǎng)聯(lián)盟為基礎(chǔ)，將企業(yè)引進(jìn)到學(xué)校，采用組合投資、校企聯(lián)建的模式。共同開展規(guī)劃建設(shè)工作。在智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)與運(yùn)行中，要將新的行業(yè)發(fā)展技術(shù)、新的行業(yè)應(yīng)用工藝、新的企業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等因素與學(xué)校教育培養(yǎng)相結(jié)合，并將其提煉為知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)，并將其融入教材、教學(xué)內(nèi)容之中。在“校企共建”的理念指引下，充分發(fā)揮地方資金、學(xué)校自籌資金、企業(yè)出資等優(yōu)勢(shì)，將智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)基地建成一個(gè)集實(shí)踐教學(xué)、企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)、技術(shù)研究開發(fā)、社會(huì)培訓(xùn)為一體的高質(zhì)量實(shí)訓(xùn)基地，構(gòu)建適合高職教育需要的開放共享的實(shí)習(xí)課程單元。從整體上提高職業(yè)培訓(xùn)和服務(wù)當(dāng)?shù)氐哪芰ΓㄔO(shè)具有開放和共享的高質(zhì)量的職業(yè)培訓(xùn)基地。

根據(jù)所在地區(qū)、城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及高職教育的發(fā)展需求，圍繞“智能制造”產(chǎn)業(yè)鏈，建立“產(chǎn)、學(xué)、研、賽、訓(xùn)、創(chuàng)、培”七個(gè)環(huán)節(jié)，與省級(jí)支柱行業(yè)對(duì)接，與全國(guó)高等職業(yè)教育培訓(xùn)基地相匹配，打造高質(zhì)量智能制造專業(yè)培訓(xùn)基地。并根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及本專業(yè)（群）的具體情況，進(jìn)行整體規(guī)劃，逐步實(shí)施，使其成為一個(gè)支持本地工業(yè)發(fā)展、引導(dǎo)專業(yè)人才培養(yǎng)方式改革、有地方特色、高水準(zhǔn)的產(chǎn)教融合培訓(xùn)基地。

結(jié)合新一代信息技術(shù)，以智能制造訓(xùn)練基地為載體，根據(jù)教師的專業(yè)領(lǐng)域，圍繞區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，與智能制造相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行對(duì)接，將學(xué)校和企業(yè)的科技創(chuàng)新人才聚集起來(lái)，成立一支由教師組成的科技創(chuàng)新隊(duì)伍，并進(jìn)行科技創(chuàng)新活動(dòng)，促進(jìn)職業(yè)教育與區(qū)域產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。同時(shí)，也可以突破雙創(chuàng)人才成長(zhǎng)的瓶頸，提升產(chǎn)教協(xié)同的深度和廣度。以小組形式，深入中小微企業(yè)，與企業(yè)技術(shù)人員共同專注于自主創(chuàng)新與研發(fā)，解決企業(yè)發(fā)展中的實(shí)際問(wèn)題與產(chǎn)業(yè)前沿問(wèn)題。

4.3?采用增值評(píng)價(jià)考核模式

對(duì)于智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)效果的評(píng)價(jià)，不再只考慮學(xué)生成績(jī)的高低，而將整體的學(xué)習(xí)成果看作是多個(gè)要素共同作用的結(jié)果。綜合多種因素，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，與傳統(tǒng)的水平評(píng)估方法相比，這種方法更加重視將縱向和橫向的評(píng)估相結(jié)合，將優(yōu)、良、合格等定性評(píng)價(jià)與分值高低的定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，從而指導(dǎo)在智能制造產(chǎn)業(yè)教學(xué)和訓(xùn)練的過(guò)程中，開展師評(píng)、互評(píng)和自評(píng)等多元主體的評(píng)價(jià)。

在進(jìn)行教學(xué)實(shí)訓(xùn)時(shí)，可結(jié)合新一代信息技術(shù)，利用虛擬仿真平臺(tái)和智能制造流水線等網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生的理論知識(shí)、實(shí)際操作能力和專業(yè)技術(shù)水平得到提升，并進(jìn)行縱向?qū)Ρ龋魅鯇W(xué)生間的水平對(duì)比。著重考查學(xué)生在生產(chǎn)線中對(duì)加工能力、操作能力、產(chǎn)線聯(lián)調(diào)能力等方面的熟練度的改變，考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)編程、指令使用等能力的改變，以及對(duì)安全責(zé)任感等職業(yè)素質(zhì)意識(shí)的改變。

根據(jù)圖2可知，指導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)實(shí)訓(xùn)之前，對(duì)自己在機(jī)床加工、機(jī)器人操作、生產(chǎn)線的聯(lián)調(diào)和排故等方面進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。實(shí)訓(xùn)課程中有針對(duì)性地對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo)，通過(guò)各種方式，如教師的指導(dǎo)、同學(xué)之間的互相幫助、網(wǎng)上的文件填寫等來(lái)提高學(xué)生的自我價(jià)值。在課堂結(jié)束之后，對(duì)其進(jìn)行增值獎(jiǎng)勵(lì)，并對(duì)其進(jìn)行縱向比較，通過(guò)延長(zhǎng)操作時(shí)間、進(jìn)行額外輔導(dǎo)等方式，使學(xué)生有一種成功的成就感。

結(jié)語(yǔ)

基于新一代信息技術(shù)的研發(fā)與實(shí)踐，為智能制造提供了一條面向智能制造的新途徑，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，加速新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，有著十分重要的作用。但是目前，我們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施還不夠完善。工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)規(guī)模和性能不高，AI人工智能算法、算力等基礎(chǔ)支撐能力不足，新一代信息技術(shù)與制造領(lǐng)域的融合應(yīng)用深度不夠等。針對(duì)這些問(wèn)題，提出以下幾點(diǎn)建議：加快建設(shè)國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心；加快工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)和升級(jí)；加強(qiáng)人工智能、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線中的應(yīng)用研究；加強(qiáng)智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源庫(kù)建設(shè)。以期為促進(jìn)智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)水平的提升提供借鑒和參考。

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項(xiàng)目基金：遼寧省教育廳2022年度基本科研重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目《基于數(shù)字孿生的智能制造教學(xué)試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)》（項(xiàng)目編號(hào)：LJKZZ20220162）；遼寧省2021年高等職業(yè)教育開放辦學(xué)合作項(xiàng)目《遼寧省智能制造裝備應(yīng)用研究及培訓(xùn)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)》（項(xiàng)目編號(hào)：187）

作者簡(jiǎn)介：姚立權(quán)（1977—?），男，黑龍江綏化人，碩士，教授，研究方向：智能制造、新一代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化；劉永剛（1983—?），男，山東壽光人，碩士，副教授，研究方向：數(shù)字孿生、虛擬仿真、職業(yè)教育、智能制造等。