基于產教融合的校企合作模式下實驗室共建方案研究

馬麗心 李丹婷 張依萌

摘要：以建設校企合作模式下的現代工業工程實驗室為研究對象，通過企業簡單零部件的組裝，對程序分析、生產線組織、質量數據測定、工業機器人相關等工業工程專業實驗進行設計，從而完成對設備、設施規劃的設計與優化，使實驗室內設施規劃的運作結合于企業產品，從而最大程度地提高生產線的運作效率，降低人力、時間和物料成本，發揮校企合作模式下人才輸送的“無縫對接”優勢。

Abstract： Taking the modern industrial engineering laboratory under the school-enterprise cooperation mode as the research object， through the assembly of simple components of the enterprise， the industrial engineering professional experiments such as program analysis， production line organization， quality data measurement， industrial robot correlation， etc. are designed to complete the design and optimization of equipment and facility planning， so that the operation of the facility planning in the laboratory is integrated into the enterprise products， thereby maximizing the operational efficiency of the production line， reducing manpower， time and material costs， and giving play to the "seamless docking" advantage of talent transfer under the school-enterprise cooperation model.

關鍵詞：產教融合；校企合作；工業工程； 程序分析；設施規劃

Key words： integration of production and education；school-enterprise cooperation；industrial engineering；program analysis；facility planning

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0195-03

1 緒論

以校企合作、產教融合為核心的教學模式主要過程是學校和企業雙方共同參與人才培養，并且以培養學生的全面素質、綜合能力和就業競爭力為核心[1]，利用學校和企業兩種不同的教育環境和資源，采用課堂教學與學生參加實際工作有機結合的方法，來培養復合型、應用型人才的教學模式[2]。結合企業生產產品，對實驗室設備布局、生產流程等方面進行研究，致力于將其打造成“微型工廠”式的實驗室[3]，并營造一個類似真實的生產運作環境，為學校的教學和科研提供一個先進的、創新的、密切聯系工業實際的理想平臺。

2 基于企業產品的工業工程專業實驗設計

以ADP-33AW臺式電源為例，如圖1所示，對其生產流程、零部件構成、組裝流程進行了解，應用工藝程序分析、MOD法應用等對臺式電源的生產流程進行研究分析，如圖1所示。

2.1 ADP-33AW臺式電源PCB板插件工序分析

對于產品的生產流程優化，經過專業IE工程師的整理、測定和改進形成產品SOP標準，以下分析PCB板手插件的作業重要指導標準。其中，切板的作業標準為：

①從PCB框側面將SMD標簽取下，核對PCB料號、線別、機種、工令、并將標簽放至標簽盒中（每框核對一次），如圖2（a）；

②檢查AI零件，不能有漏打或者打反向等不良，發現不良需及時反應給組長和品管處理，如圖2（b）；

③將PCB板定位孔放入載板的定位柱，V-CUT槽對齊切刀，如圖2（c）；

④切板時V-CUT槽對準切刀，雙手扶平PCB板，同時推送載板進行切板，全程需將PCB板扶平，不能傾斜，避免零件掉件，如圖2（d）；

⑤右手拿取PCB板邊，將PCB板放置與線體上，作業時不能拿取正面零件，避免造成掉件，如圖2（e）。

2.2 流程程序分析實驗設計

以PCB手插件的流程程序分析為主線來進行基礎工業工程實驗的設計，選定以臺式電源的生產裝配為建設藍本，建設適合實驗室使用的流水生產線，并選定以PCB手插件流程程序分析為主線，主要是該產品是工業上典型的而且批量較大的產品，加工工藝要求不高，便于學生著手操作，基于型號ADP-33AW的臺式電源的生產流程，設計基礎工業工程的工藝程序分析實驗。流程程序分析是以生產過程中部分作業流程為對象，通過對流程中的加工（○）、檢驗（□）、搬運（？陴）等活動事項做盡可能詳細的觀察與記錄。表1為企業產品型號為ADP-33AW臺式電源內部件PCB手插件的部分流程程序分析。

一個PCB板的流水線總時間為121s，即流水生產線上每2分鐘即可完成一塊PCB板插件。根據實驗的需要，實驗室生產流水線可截取其中的一個片段來進行實驗的設計。

3 現代工業工程實驗室共建方案

實驗室設備是高等學校生存和發展的必要性工具，其不僅為高校教學和科研提供了必要的物質基礎，也為人才培養和科學研究提供重要手段和保障，同時高校儀器設備的添加和更新也是高等學校的發展的重要標志，實驗室的每臺設備有都有其重要的運作意義。就研究對象而言，以下重點介紹C型工作站、生產線、以及機器人。

3.1 C型工作站的功能應用與分析

該設備主要提供一個開放式的平臺，其目的是讓老師、學生共同參與進來，充分發揮各個工作站的最大功能來進行示教教學。學員可以根據任務的不同，選擇不同的工作站來完成，也可以選擇固定的工作站來制定不同的任務，柔性非常強。根據已有配置的工作站，學員可以完成智能視覺檢測追蹤實訓、模擬焊接實訓、軌跡繪圖實訓、 裝配實訓、拋光實訓、碼垛實訓、機械裝配實訓、電器編程、接線實訓、觸摸屏界面設計實訓等。該系統不僅包括機器人抓取、搬運、碼垛、軌跡模擬等功能的基本應用，還包括視覺檢測、追蹤等功能。模塊化的設計，每個模塊都是獨立的單元，有各自的氣路和線路布局，操作者可以根據需要進行模塊增減或自由搭配。

實訓裝置采用工作站的方式，為學生提供一個開放的實訓平臺。該實訓裝置可以提供多種實訓工作站。該系統主要包括：柔性工作平臺、視覺系統、監控系統、觸摸屏單元、工裝單元、直線傳輸工作站、碼垛工作站、電控系統、氣動系統等。

3.2 生產線的應用分析

以基礎工業工程為例，基礎工業工程是工業工程專業的主干課，基礎工業工程實驗是課程理論教學部分的延伸和拓展，主要包括方法研究、作業測定、生產線平衡、勞動定額的制定，PCB手插件流程程序分析表以及現場管理等基礎理論和研究方法。流水式生產線的應用，正是在教學實踐環節校企對接的重要體現。

3.3 機器人的功能應用與分析

伴隨著高速發展的大生產社會化時代的到來，生產規模不斷擴大、自動化程度不斷提高，機器人作為物料搬運的重要設備在現代化建設和生產制造過程中起到了愈發重要的作用，從上世紀60年代伊始工業機器人的應用領域愈加廣泛、應用程度也愈發深入。在生產車間，從毛坯制造到機械加工，從焊接到打磨，從表面熱處理到噴漆，工業機器人幾乎參與了每一個生產環節。他們分別為臂長400的四軸機器人、臂長600的四軸機器人。

根據需要，C型工作站與U型流水生產線之間需要放置臂長900的六軸機器人，主要要作用是流水線與C型工作站之間的承接。

4 結論

①通過以建設校企合作模式下的現代工業工程實驗室為研究目標，實現校企合作模式下的工業工程實驗室的高效利用。

②對ADP-33AW型臺式電源的裝配與組裝，對工藝程序分析、工業機器人等相關實驗進行設計，完成對校企合作模式下的現代工業工程實驗室的設施設備、空間布局的規劃進行設計。

③實驗室內設施設備的運作包括C型工作站的建設、流水線、工業機器人的使用，均結合了ADP-33AW型臺式電源生產而設計，最大程度地提高生產線的運作效率，降低人力、時間和物料成本，發揮校企合作模式下人才輸送的鑲嵌式對接優勢。

參考文獻：

[1]丁兆花.淺談“校企合作、產教融合”的教學模式[J].職業， 2009（27）：56.

[2]姚堯，李勁彬，阮羚，等.企業實驗室建設發展與創新機制[J].實驗室研究與探索，2016，35（1）：239-242.

[3]于影霞.質量管理工程[M].化學工業出版社，2015.

[4]韓鋮熹.流水線上的“新員工”[J].大飛機，2018（3）.