智能制造與機器人技術實踐創新訓練中心的建設

張永春, 馮 鈞, 王 剛, 周 軍

(南京理工大學 泰州科技學院， 江蘇 泰州 225300)

智能制造與機器人技術實踐創新訓練中心的建設

張永春, 馮 鈞, 王 剛, 周 軍

(南京理工大學 泰州科技學院， 江蘇 泰州 225300)

從功能定位、建設方案與思路、管理模式與運行機制3個方面闡述了智能制造與機器人技術實踐創新訓練中心的建設成效，學生在實驗教學、工程項目、競賽獲獎、論文發表、專利申請等方面取得顯著成績。從實踐中可以看出，智能制造與機器人技術中心的建設對于培養學生實踐創新能力發揮了重要作用。

智能制造； 機器人技術； 實踐創新訓練中心

實踐創新能力是應用型人才培養的核心，培養實踐創新型人才是國家高等教育發展的要求。在此背景下，許多高校紛紛加大實踐教學的改革力度，建立了各種類型和不同層次的工程訓練中心和實踐創新訓練中心，以適應國家和社會對于應用技能型人才的需求[1-6]。我校智能制造學院結合自動化、電氣、機器人技術等學科、專業和教學平臺建設需要，整合學校工程訓練中心和實踐創新基地現有資源，建成“智能制造與機器人實踐創新訓練中心”(以下簡稱中心)。中心突出實踐創新，在功能定位、建設思路與規劃、管理模式與運行機制等方面的建設中取得了一些體會和經驗，值得總結和推廣。

1 中心的定位、組成與功能

1.1 中心定位

“智能制造與機器人技術中心”定位：泰州及長三角現代智能制造產業的“現場工程師”培養中心、泰州企業智能制造技術服務中心、智能制造產業轉型升級的人才培訓中心，即“三位一體”的創新基地。它的最大特點是學生在校內真實的生產環境中完成實際訓練過程，真正實現產教融合、工學交替的育人模式[7-8]。

1.2 中心場地組成

學校將智能制造與機器人技術實踐創新訓練中心的場地集中規劃，面積合計為2 200 m2。其中，一樓1 400 m2擬建設機器人技術中心和創新創業團隊工作區；二樓800 m2,擬劃分為基礎視覺教學區、工業機器人應用教學實訓區、視覺識別研究區、虛擬仿真實驗中心。初步規劃分別如圖1和圖2所示。

圖1 一樓示意圖

圖2 二樓示意圖

1.2.1 機器人技術中心(800 m2)

機器人技術中心是智能制造平臺建設的核心載體，是與政府、企業、行業對接的平臺，它的內部包含：

(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紀念產品，產品線自動實施產品工藝路線的規劃，完成自動取件、下料、折彎、焊接、打磨、電刻、輸送以及分類碼垛等工序，實現無人智能生產的功能。

(2) MES系統綜合操作演示中心。MES系統綜合操作演示中心，包含教學大屏幕、主控工業計算機、視覺調試計算機以及MES測試及打標文字修改電腦。

(3) 運動控制系統設計實訓單元。運動控制及電氣系統實訓器材10套。

(4) 機器人基礎操作實訓單元。機器人基礎實訓單元10套。

(5) 服務機器人展區。服務機器人展區初步放置一套兼顧科研、實訓、競賽多用途的智能機器人。

(6) 彎管自動上下料機器人工作站。機器人工作站是開展數控系統開發及機器人系統集成研究的創新平臺。

1.2.2 創新創業團隊工作區(621 m2)

以智能制造系統和工業機器人為主要對象，面向全體學生提供基礎創新教育實訓，并加以相關的課程設計的定向實訓課程，配套相應的教材和技術服務，最大限度地發揮工作區的作用。

1.2.3 基礎視覺教學區(120 m2)

基礎視覺教學區用于機器人視覺的基礎教學及后期“工業機器人視覺”檢測應用的銜接。

1.2.4 應用教學實訓區(80 m2)

應用教學實訓區配套工業機器人典型應用工作站、碼垛工業機器人工作站和拋光打磨與去毛刺工業機器人工作站。

1.2.5 虛擬仿真實訓中心(430 m2)

虛擬仿真實訓臺借助虛擬機器人技術進行離線編程，重建三維虛擬環境，然后加工零件的大小、形狀、材料，配合軟件操作，自動生成機器人的運動軌跡，并在軟件中調整軌跡，最后生成機器人程序。

1.3 中心功能

(1) 給學生提供“項目引領，崗位實境”的實訓平臺[9-12]。中心把企業真實的設備、工具、環境、任務搬到校園實訓場地，學生在實訓教師的指導下完成實訓任務，實訓的過程與實際工作的操作過程完全一致，即實訓室已經具有產品加工、生產的功能。最終要達到的目的是：實現 “項目引領，崗位實境”的工學結合人才培養模式，幫助學生實現學習和就業零距離。

(2)提高教師動手能力 。中心項目建設和后期維護過程中，離不開學校教師的參與，這為教師的動手實踐提供了難得的機會。

(3)肩負教學與科研雙重任務。教師在完成生產、實訓教學指導任務的同時，又能開展一些新產品、新技術的研發，積極開展應用性的橫向課題的研究、申報科研項目、申請科研基金，提升教師的專業水平。

(4) 為企業人員提供培訓服務。中心除了對校內學生提供實踐教學外，還可以開展對企業員工以及相關職校教師的技能培訓工作，提升學校影響力的同時還可以創造經濟效益。

(5) 申請職業技能鑒定。利用中心的技術、設備和場地，向當地勞動部門申請設立職業技能鑒定站所。這樣可以進行職業技能鑒定，頒發國家認可的職業資格證書，有利于就業。

(6) 參與社會生產，為政府、企業提供技術及咨詢服務。利用中心優秀的師資、先進的設備、暢通的信息研發新技術、新工藝，或者向社會推廣新技術、新工藝，充分發揮“智能制造”學術研究、技術開發和推廣的功能作用。

(7) 整合、示范性效應。“智能制造與機器人技術中心”，把規模較小、功能單一、實力較弱的各個專業實驗實訓室，通過集成等形式發展成為規模大、功能全、實力強、影響好的綜合性實訓平臺，為學生提供真實的或者仿真的職業工作情境，讓學生在學習/工作崗位上進行單項或綜合技能的實訓。

2 中心的建設方案與思路

2.1 建設方案

中心建設總體方案：智能制造與機器人技術中心建設項目按照設計數字化、裝備智能化、生產自動化、管理網絡化、商務電子化“五化融合”和教學、科研、服務“三中心聯體”的要求進行建設，有效實現一個實驗平臺解決機器人專業集群實訓共享問題。

2.2 建設思路

中心建設思路可具體規劃為“五個一”：

(1) 搭建一個與機器人產業密切融合、“校企聯動、合創共贏”的優質平臺；

(2) 建設一支產教融合、專兼結合的智能制造與機器人雙師型教師隊伍；

(3) 制訂一份符合智能制造與機器人產業行業領域特色鮮明的人才培養方案；

(4) 搭建一套對接智能制造產業鏈、工學交替的專業群課程體系；

(5) 打造一種“項目引領、崗位實境”、能操作、可執行、易推廣的實踐教學模式。

3 中心的管理模式與運行機制

3.1 管理模式

中心依托于學校智能制造學院和工程訓練中心，建立產教融合、校企協作、協同育人的管理模式，引入地方政府、行業企業資源，共同組成建設工作領導小組，負責頂層設計、重大事項決策以及運行指導。

在該小組領導下，成立由政府部門專家、高校教授和企業負責人共同組成的中心建設與發展規劃指導委員會，具體負責中心的日常建設工作。

3.2 運行機制

中心構建“政、校、行、企”4方聯動的合作辦學體制和運行機制，在多元主體聯動模式下，構建體現“決策參與、信息共通、資源共建、利益共享、風險共擔、文化互動”的長效合作運行機制。具體措施如下：

(1) 統籌規劃。“智能制造與機器人訓練中心”納入學校重點建設項目。

(2) 經費保障。學校提供專項建設經費，支持包括硬件建設、基地運營、競賽指導、師資培訓等方面的費用。

(3) 指導競賽和科研創新鼓勵政策。學校制定指導競賽、實訓項目的獎勵政策，充分調動中心人員的積極性。

(4) 制度建設。制定中心日常設備管理、實驗教學、競賽指導、實踐創新等一系列制度，重要的規章制度上墻，師生進入中心基地前進行專門培訓。結合實際情況，制定“中心工作人員崗位職責”“場地開放與環境管理制度”“實驗設備管理制度”“科研和創新實施辦法”“專業競賽指導制度”“考評與獎懲制度”等。

4 中心的建設成效

近年來，智能制造與機器人實踐創新訓練中心建設取得了一些成績，通過一系列的教學改革和實踐,獲得學校教學成果獎多項，自動化類專業學生在參加全國機器人大賽、江蘇省機器人競賽和江蘇省優秀畢業設計中取得了可喜的成績，125人次在各類國際、國家和省部級機器人競賽和科技競賽中獲得獎勵，共獲國家級獎23項，省級獎36項，大大提高了大學生參加課外科技活動的積極性。以學生創新能力培養為核心，優化實驗教學內容，改革實驗教學方法，“智能制造與機器人技術實踐創新訓練中心”力爭在不遠的將來創建省級實驗教學示范中心和中國制造2025產教融合創新基地。

References)

[1] 羅正祥.基于應用型人才培養的獨立學院實驗室建設實踐與體會[J]. 實驗技術與管理,2011，28(7)：1-4.

[2] 白政民,王武.電力工程實驗教學示范中心管理體制探討[J]. 實驗室研究與探索,2012,31(6):106-108,112.

[3] 朱金秀,朱昌平,范新南,等. “以學生為本”建設電子信息技術實驗教學示范中心[J]. 實驗室研究與探索,2009,28(12):93-94，97.

[4] 王玉新,李夢軻,鄭亞茹. 銳意創新 加快實驗教學示范中心建設[J]. 實驗室研究與探索,2011,30(1):89-91.

[5] 吳世華,楊光明,王秋長,等.加強實驗教學示范中心建設,提高人才培養質量[J]. 實驗技術與管理,2012,29(1):4-6.

[6] 武林,潘日敏,馮根良,等.電工電子實驗教學示范中心建設與實踐[J].實驗技術與管理,2011,28(12):121-123.

[7] 崔海亭,郭彥書.強化工程實際訓練,培養學生創新能力[J]. 實驗技術與管理,2010,27(12):13-15.

[8] 石義芳,王寧,李志文. 實驗教學示范中心建設模式探索[J]. 實驗科學與技術,2013,11(4):130-133.

[9] 王佳,侯其考,孫歡.國家級實驗教學示范中心建設的探索與實踐[J]. 實驗室科學,2013,16(5):155-157.

[10] 陳劍鋒.搞好省級實驗教學示范中心建設提高學生動手實踐能力[J].中國現代教育裝備,2011(9):40-42.

[11] 駱冬燕.大學創新與創新人才培養的思考[J].中國電力教育,2010(32):22-24.

[12] 安琦.系統培養創新能力的教學模式[J].高等工程教育研究,2004(1):54-56.

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

教育部高等學校自動化類專業教學指導委員會教育教學改革課題面上項目 (2015A06);江蘇省高校青藍工程項目(蘇教師[2014]1號)

張永春(1964—)，男，江蘇張家港，碩士，副研究員，南京理工大學泰州科技學院黨委書記，研究方向為高等教育管理

E-mail：zhangyc@njust.edu.cn

馮鈞(1983— ),男,江蘇宜興,碩士,副教授,研究方向為智能制造、自動化與機器人技術.

E-mail：fjyixing@126.com

G642.0;G482

A

1002-4956(2017)07-0020-04