校企共建智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的研究與實(shí)踐

徐生明 楊久川

摘 要：? 如何進(jìn)一步推進(jìn)智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的產(chǎn)教融合，以校企合作共建智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地為主線，從工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用出發(fā)，重點(diǎn)探討智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地在高職技術(shù)技能型人才培養(yǎng)中的作用。實(shí)現(xiàn)機(jī)電類專業(yè)教育教學(xué)過程與企業(yè)生產(chǎn)過程的深度對接，融教育教學(xué)、生產(chǎn)勞動(dòng)、素質(zhì)陶冶、技能提升、職業(yè)素養(yǎng)和社會(huì)服務(wù)于一體。滿足智能制造行業(yè)企業(yè)集成、安裝、調(diào)試和服務(wù)一線對技術(shù)技能人才的需要。

關(guān)鍵詞：? 智能制造;生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地;產(chǎn)教融合;工業(yè)機(jī)器人技術(shù);人才培養(yǎng)

中圖分類號：? G712.4????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.041

《中國制造2025》將智能制造確定為主攻方向，“十三五”規(guī)劃綱要也明確提出，要實(shí)現(xiàn)智能制造工程，推動(dòng)生產(chǎn)方式向柔性、智能、精細(xì)化轉(zhuǎn)變。隨著工業(yè)機(jī)器人、傳感器、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等智能設(shè)備與通信技術(shù)的應(yīng)用，智能制造充分利用“端到端”的數(shù)字化工程，將生產(chǎn)過程的上中下游實(shí)現(xiàn)縱向集成，能有效縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低運(yùn)營成本和資源能源消耗。如何進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)基地、智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地產(chǎn)教融合，解決校企合作過程利益雙贏難以實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行管理困難、生產(chǎn)任務(wù)與教學(xué)任務(wù)沖突、學(xué)生工學(xué)矛盾等問題。進(jìn)一步探討智能制造知名品牌企業(yè)和智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地在學(xué)院工業(yè)機(jī)器人技術(shù)高技能人才培養(yǎng)中的發(fā)展空間和示范作用。

1 研究內(nèi)容

以“工業(yè)4.0”為背景，緊貼《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合當(dāng)前最前沿的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，以智慧工廠和智能制造為主題，為學(xué)校搭建一個(gè)培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用及研發(fā)專業(yè)人才的平臺(tái)，也為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)推廣和發(fā)展提供一個(gè)展示舞臺(tái)，促進(jìn)當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)加快向智能化改革的步伐。以校企共建智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地產(chǎn)教融合為主線，從工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，全方位培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)技能人才;用好智能制造生產(chǎn)線工作站、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真及離線編程實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人教學(xué)資源。機(jī)電工程系機(jī)電類專業(yè)（含工業(yè)機(jī)器人技術(shù)新專業(yè)）高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)、理論和實(shí)訓(xùn)教學(xué);深化校企合作、產(chǎn)教融合智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)，聯(lián)合培養(yǎng)適應(yīng)《中國制造2025》發(fā)展急需的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、維護(hù)與安裝調(diào)適類專業(yè)人才。

2 主要技術(shù)路線

課題組積極探索產(chǎn)教融合、校企合作的發(fā)展理念，與成都優(yōu)拓優(yōu)聯(lián)科技公司成功搭建一套智能制造柔性生產(chǎn)線進(jìn)行現(xiàn)代學(xué)徒制教學(xué)改革實(shí)踐。該生產(chǎn)線融合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和加工制造技術(shù)，將傳統(tǒng)的粗加工和精加工兩道工序通過工業(yè)機(jī)器人縱向集成在一條生產(chǎn)線上完成，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自動(dòng)上料、下料和工件自動(dòng)裝夾。

2.1 柔性生產(chǎn)線的組成單元及工作方式

整個(gè)生產(chǎn)線由四臺(tái)立式加工中心、一臺(tái)桁架機(jī)器人以及智能上料臺(tái)、下料臺(tái)組成，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)四個(gè)工件分別進(jìn)行粗加工和精加工，如圖1所示。生產(chǎn)過程如下：

（1）先將毛坯件碼垛到上料臺(tái)上;

（2）啟動(dòng)桁架機(jī)器人，機(jī)械手分別將1、2號毛坯件夾持到一、二號機(jī)床（從左到右）上方，并準(zhǔn)確定送到機(jī)床工作磁吸平臺(tái)上;

（3）控制機(jī)床工作磁吸平臺(tái)完成毛坯件的自動(dòng)裝夾和固定;

（4）啟動(dòng)一、二號機(jī)床完成粗加工;

（5）機(jī)械手夾持半成品件，啟動(dòng)吹氣排屑，將工件加工表面和機(jī)床工作臺(tái)面上的屑渣清除;

（6）再由機(jī)械手夾持半成品到三、四號機(jī)床上方，采用第（2）、（3）步的方式將半成品自動(dòng)裝夾和固定在機(jī)床的工作磁吸平臺(tái)上;

（7）啟動(dòng)三、四號機(jī)床完成精加工;

（8）采用第（5）步的方式清除工件加工表面和機(jī)床工作臺(tái)面上的屑渣;

（9）最后由機(jī)械手夾持成品到下料臺(tái)進(jìn)行碼垛。

2.2 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用

對比傳統(tǒng)的以機(jī)床為核心、產(chǎn)品按工藝的先后順序批量完成加工的生產(chǎn)過程，上述步驟的生產(chǎn)過程充分體現(xiàn)了以工業(yè)機(jī)械人為控制中心，機(jī)床為加工載體的柔性化生產(chǎn)理念。因此，工業(yè)機(jī)器人作為生產(chǎn)柔性化、智能化的基礎(chǔ)裝備，通過集成現(xiàn)場總線技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)，將柔性生產(chǎn)線各單元協(xié)同起來，完成相應(yīng)的生產(chǎn)過程：

（1）利用傳感器檢測上料臺(tái)、下料臺(tái)各倉位是否有工件，然后決定工業(yè)機(jī)器人每次的取料、放料位。

（2）通過工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度，將工件準(zhǔn)確送到機(jī)床的工作臺(tái)面。

（3）利用PLC的I/O通信模塊，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人對機(jī)床磁吸平臺(tái)、機(jī)床滑門和機(jī)械手臂的自動(dòng)控制。

3 研究實(shí)施方案

本課題依托四川省教育廳創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)為平臺(tái)，深化校企合作、產(chǎn)教融合的實(shí)踐研究，探索學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方共贏的現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)，對存在的問題進(jìn)行研討和改進(jìn)。總結(jié)與成都優(yōu)拓優(yōu)聯(lián)科技公司、中嘉汽車制造（成都）有限公司、一汽鑄造成都有色鑄造分公司等深度合作企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，提煉產(chǎn)教融合的實(shí)踐方案與模式，共同培養(yǎng)適應(yīng)《中國制造2025》發(fā)展急需的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、維護(hù)與安裝調(diào)適類專業(yè)人才。教研成果在同類院校中推廣使用，以培養(yǎng)汽車制造行業(yè)發(fā)展所需的高素質(zhì)技術(shù)技能人才為目標(biāo)，搭建人才培養(yǎng)、技術(shù)革新、產(chǎn)教深度融合的長效機(jī)制。為保障課題的順利進(jìn)行，課題組按圖2實(shí)施方案進(jìn)行研究與實(shí)踐。

4 課題研究成果及主要特色

本課題組依托工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)建設(shè)，與成都優(yōu)拓優(yōu)聯(lián)科技公司、中嘉汽車制造（成都）有限公司、中恒天汽車（雅安）有限公司等單位緊密合作，跟蹤行業(yè)發(fā)展趨勢，以培養(yǎng)行業(yè)發(fā)展所需的高素質(zhì)技能人才、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展為目標(biāo)開展課題研究，具有以下幾個(gè)特色：

（1） 工業(yè)機(jī)器技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)定位及課程體系、內(nèi)容進(jìn)行更新，適用行業(yè)發(fā)展。按產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與對職業(yè)技能人才的要求，與合作企業(yè)產(chǎn)教融合，按照其生產(chǎn)工作邏輯重新編排設(shè)計(jì)課程序列，同步深化文化、技術(shù)和技能學(xué)習(xí)與訓(xùn)練;形成本專業(yè)的全新人才培養(yǎng)定位、課程知識(shí)體系、技能訓(xùn)練設(shè)備與項(xiàng)目等。其方向側(cè)重于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)，構(gòu)建新的人才培養(yǎng)方案。

（2）產(chǎn)教融合實(shí)踐的路徑與模式上實(shí)現(xiàn)突破。重點(diǎn)開展專業(yè)隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)調(diào)整;校企共同投資實(shí)訓(xùn)設(shè)備，建成面向社會(huì)的開放式實(shí)訓(xùn)基地;組建產(chǎn)教聯(lián)盟，聯(lián)盟將整合學(xué)校、企業(yè)、科研院所等社會(huì)相關(guān)力量，共同致力于汽車零部件智能制造人才培養(yǎng)以及行業(yè)、企業(yè)設(shè)備轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展等工作。通過以上重點(diǎn)工作的開展，形成和提煉汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)的產(chǎn)教融合實(shí)踐新模式。

（3） 促進(jìn)行業(yè)科技成果的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)方法的創(chuàng)新與突破。研究如何利用校企共建智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地，建成面向行業(yè)社會(huì)的智能制造示范基地，利用示范基地向行業(yè)社會(huì)提供專業(yè)人才培訓(xùn)功能，推動(dòng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化。形成利用職業(yè)院校的人才優(yōu)勢與設(shè)備優(yōu)勢助推企業(yè)、行業(yè)發(fā)展的新突破。

5 結(jié)論

智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地作為實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，對培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才起著非常重要的作用。首先，從感觀上讓學(xué)生體驗(yàn)了工業(yè)機(jī)器人在智能生產(chǎn)過程中的重要作用，極大地提升了學(xué)生學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人的興趣，促進(jìn)了學(xué)生參與生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的積極性，真正激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識(shí)。其次，學(xué)生結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)任務(wù)學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人的編程與操作，讓學(xué)生對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，提升了機(jī)器人操作的技能水平。最后，企業(yè)化的實(shí)踐訓(xùn)練能更好培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作中的標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性、紀(jì)律性和安全責(zé)任意識(shí)，在培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)技能的同時(shí)，也陶冶了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

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