面向“中國制造2025”的高職院校智能實訓基地建設

柳岸敏 賈健明 涂琴 徐波

摘 ? ?要：實訓基地是高等技能型人才培養的重要保障，“中國制造2025”為我國工業發展及人才培養提出了新的要求與方向，高職院校建立適應于制造業智能化發展趨勢的實訓基地，是培養具有網絡化、信息化技術復合型制造業人才亟待解決的一環。基于常州信息職業技術學院在信息、機電一體化控制領域的優勢，建立本地化與云端相結合的智能實訓基地并探討其運營與管理模式，對培養符合智能制造需求的人才具有重要意義。

關鍵詞：高職;實訓基地;智能制造;云端信息平臺

基金項目：2016年度常州大學高等職業教育研究院課題“‘中國制造2025與高職院校改革發展研究”（項目編號：CDGZ2016039）

作者簡介：柳岸敏，女，高級工程師，博士，主要研究方向為激光加工技術、高職教育教學管理。

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-7747（2019）04-0011-04

近年來，各國都提出了以振興制造業為核心的工業發展規劃。2015年，國務院正式出臺“中國制造2025”目標綱領，把人才作為建設制造強國的根本。在人才培養體系中，高等職業院校肩負著培養高素質專業技術人才的重任 [1-2]，高職院校人才培養的一個重要特征是在理論教學的基礎上，培養學生的實際操作能力，因此，配套實訓基地的建設是高等職業院校建設的重要一環。 [3]為了滿足“中國制造2025”對人才培養的需求，需要對高職院校的實驗實訓基地從建設制度、建設內容、管理運行模式等方面進行深層次的思考與探索，從而為培養具有互聯網思維、掌握智能制造技術的新型人才提供硬件保障。

一、“中國制造2025”環境下對高素質應用技術型人才的需求

在我國發展自主高端制造業的背景下，工廠里的員工不再僅僅是普通操作者，更是產品的創新設計者和智能生產系統的管理者[4]，這就決定了在“中國制造2025”新的目標與要求下，不僅需要依靠高端的學術科研型人才，也要依靠廣大的復合型技能型人才。[5]復合型技能型人才不僅要有精湛的操作技能，更應具備對智能網絡高度的理解與運用能力。[6]

二、“中國制造2025”環境下智能實訓基地建設目標

學生的專業技能水平、創新能力與職業素養都是在長期實踐過程中培養出來的，因而，實驗實訓基地的建設是適應“中國制造2025”新形勢下教育改革的重要一環。目前，各大高職院校已建成的實驗、實訓室大部分按照專業分類，由各類設備或工位組成，這類實訓基地在我國工業發展初期和中期為培訓學生操作設備的基本技能、了解工業生產流程、培養基本職業素養等方面發揮了巨大作用。但隨著中國制造業水平提升以及全球制造業與互聯網、信息化技術結合越來越緊密，此類實驗實訓室已不能滿足“中國制造2025”規劃下智能制造人才培養的需求，這主要是由于高校實驗實訓設備普以教研設備為主，且部分設備落后于當前工業水平，無法為學生提供真實生產環境;大量高校之間存在重復建設、資源配置不合理現象;實驗實訓室管理手段落后，各實驗實訓室間無法高效率協作。因此，在“中國制造2025”規劃下如何建設和管理高水平實驗室，使之能更好地服務于創新型人才的培養，成為了一個亟待解決的問題。

利用互聯網、物聯網技術，按照工業生產流程順序，采用本地化與云端相結合的方法建立“科研教學、工業生產”雙立足點的智能實訓基地。智能實訓基地融合學校各類實訓室、社會中小微企業、單臺設備等各類資源，根據接入實訓基地資源類型不同，實行分級建設和管理。實訓基地可滿足學校教師科研需求，為學生提供真實的網絡化、信息化、智能化實訓環境，并為研究雙主體、學徒制等人才培養模式提供條件;同時，實訓基地可進行實際工業生產，并利用信息網絡解決目前企業廣泛存在的生產、管理成本過高的問題，提升傳統工業的智能制造水平，引導企業由資源消耗型生產轉變為技術推動型綠色制造，成為符合“中國制造2025”要求的具有示范意義的智能工廠，引領現代制造業發展方向。

三、“中國制造2025”環境下智能實訓基地建設方案

智能實訓基地改變傳統的實訓室按照專業劃分的方法，按照工業生產流程，建立本地化與云端相結合的開放式物聯網智能實訓基地，其主要由以下三部分組成。

（一）本地化與云端相結合的設備物聯網絡

實訓基地建立統一網絡通訊協議，實訓基地內所有設備通過統一的數據收集卡接入物聯網絡，并根據工業生產流程與教學實訓的實際需求，分層次建設本地化的設計、總裝、測試實訓室和云端的開放式實訓室。

1.本地化的設計、總裝、測試實訓室。產品前端設計是產品工業流程中對技術要求最高、創新能力最強的環節;后端總裝、測試過程是對自動化技術、品質控制管理技術最為嚴格的環節，因此，設計與總裝實訓室采用本地化設計和管理。設計和總裝實訓室分別通過內部網絡，實現內部各設備間的信息互通，以整體的方式接入實訓基地物聯網絡。接入物聯網絡后，設計和總裝實訓中心保持一定的封閉性，對物聯網上其他設備的訪問、數據請求設定一定權限。

2.云端的開放式實訓室。實訓基地物聯網絡在保持對外開放性，對外公開統一接口標準，凡滿足此標準的各類院校實訓室、大量中小微企業、單臺設備等多種主體均可接入實訓基地網絡，共享各類生產數據信息，在減少重復建設的基礎上，提高設備的多樣化與生產能力的柔性化。除按照標準必須公開的數據信息外，接入物聯網絡的實訓室和設備可根據自身需求自定義對外共享的信息，從而在實現物聯網上的設備在實現共享與協作的基礎上，滿足核心技術的保密性要求。

（二）基于云端的開放型信息平臺

除滿足科研教學、學生實訓的功能外，實訓基地還承擔實際生產的功能，該功能主要服務于社會個人、企業產品研發、訂制、小批量生產等需求，所以，基于云端的開放型信息平臺也是實現基地建設的重要一環。此信息平臺對社會開放，通過此信息平臺，生產需求主體、云端各實訓室、設備間實現需求信息共通，使產品的需求者即為最終使用者，大大縮短了整個工業鏈生產流程，完成產品的定制化生產。

（三）數據分析與產品優化平臺

數據分析與產品優化平臺是智能實訓基地的核心，其收集與分析的數據主要包括各類設備的生產參數及工藝參數、產品生產過程的加工流程與物流信息、開放信息云平臺的需求信息。

通過收集與分析優化實訓基地各類數據，該平臺可實現三個功能：（1）通過不斷優化生產工藝、生產流程算法及物流信息，實現智能實訓基地內設備資源的最優配置，達到生產流程最優化;（2）判斷、預測潛在技術需求與生產品質風險，并將需求發布給各實訓室，為教師科研提供真實素材;（3）將新科研成果等反饋給加入物聯網絡的各類主體，為各項科技成果轉化提供暢通的渠道。

智能實訓基地建設整體設計方案如圖1所示。

按照此類標準建立的大規模實訓基地即為一個完整的智能工廠，小型實訓基地為智能生產工作站。學校內不同實訓基地、跨校實訓基地之間可進行二次連網管理運營，實現多個智能實訓基地之間實訓項目、物流、產能等優化配置，組建為智能工廠網絡。

四、實訓基地的管理運行模式

實訓基地的實訓室和設備的組成具有開放性、多樣性特點，在管理與運營的過程中，采取多元化、分級制建設與管理。（1）本地產品設計與總裝實訓室。實訓中心本地設計與總裝實訓室具有工業生產功能，學校結合本地優勢產業，聯合當地制造業企業，以企業生產需求為導向，雙方發揮各自在科研、教學、市場等多方面優勢，采用雙主體、混合所有制模式，雙方共同投資組建，降低雙方前期投資風險。投資雙方可約定投資收益的分配方式，實現實訓基地靈活運營與滾動發展，實訓中心建成后交由投資企業或雙方認可的第三方進行實際工業生產。在企業或第三方運營期間，實訓基地應承擔學生實習實訓、教師科研等教學任務，實現產教融合。在人才培養過程中，以企業需求為導向，利用學校教學資源，校企共同制定人才培養計劃與方案，共同探討現代學徒制等人才培養模式，學生實訓期間遵守企業各項規章制度，培養良好的職業素養。在生產過程中，設計、總裝實訓室內的生產需嚴格按照產品優化中心安排的生產工藝及流程進行，實時對生產進行調整與優化。

（2）加入云端物聯網絡的本校實訓室。本校實訓室是學習基礎知識、培養專業技能、熟悉互聯網生產環境的場所，由學校統一管理，配合設計與總裝、測試實訓室進行生產，接受數據采集與生產優化平臺的生產流程安排，提高實訓室的開放性與學生參與度。（3）加入云端物聯網絡的外部實訓室與設備。實訓室作為獨立主體，自負盈虧，自主安排生產流程，無償享受信息平臺內容與優化平臺的信息，遵守實訓基地網絡協議，并具有提供規定的基本生產數據的義務。

五、“中國制造2025”背景下實訓基地的功能

基于互聯網、物聯網和信息技術的智能實訓基地，肩負著培養掌握智能制造技術人才和實際工業生產的雙重任務，具體體現為三個方面：

（1）為學生實訓提供真實工業生產環境與崗位。智能實訓基地實現了工廠即課堂，課堂在工廠的教學模式，實訓內容覆蓋基礎的單機操作、智能生產線、工業生產流程、智能工廠運行四個層次，使學生在基本職業技能、專項技能、綜合技能、職業素養多層次能力得到培養。（2）為研究校企聯合培養學生新模式提供條件。智能實訓基地中大量實訓室為校外獨立主體或校企雙主體共建與運行，開展符合中國國情的現代學徒制、聯合培養等人才培養模式。在人才培養過程中，發揮企業的主導作用，以企業需求為導向，學生在校內實訓可達到工學交替的效果，成長為具有“互聯網+”創新思維與熟悉智能工廠生產流程的復合型人才。（3）依托實訓基地，建立創新創業孵化器。支持學生創新創業，培養學生科研創新、創業能力并為其提供場所。實訓基地可為學生創業提供各類專業資源與生產保證，提升學校及區域創新創業氛圍及相關配套能力。

總之，國務院提出的“中國制造2025”規劃為我國工業發展提供了新的思路與方向，高職院校需要在全球新一輪工業革命的浪潮中勇于創新，建設具有高設計能力、高柔性生產能力和高生產效率的“智能制造”實訓基地，為探索符合中國國情的管理運營體系，培養具有互聯網思維的高技能人才提供硬件支持與保障。

參考文獻：

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[2] 李堅.中國制造2025、德國工業 4.0、美國工業互聯網戰略與我國塑料機械行業[J].橡塑技術與裝備，2015（41）：1.

[3] 吳玖玖.高職院校實訓基地建設與實訓教學探究[J].實驗技術與管理，2005（9）：120-122.

[4] 蘇學滿，孫麗麗.“中國制造 2025”背景下制造業人才的新需求[J].科教文匯，2016（2）：64-65.

[5] 夏建國，周太軍.中國制造2025和應用型大學發展[J].中國高等教育，2015（9）：24-27.

[6] 徐春雨.“中國制造 2025”背景下高職院校人才培養目標定位思考[J].山東職業技術學院學報，2016（16）：32-34.

Construction of Intelligent Training Base for Higher Vocational Colleges Orienting "Made in China 2025"Plan

LIU An-min， JIA Jian-ming， TU Qin， XU Bo

（Changzhou College of Information Technology， Institute of Intelligent Equipment， Changzhou 213164， China）

Abstract： The training base is an important guarantee for the cultivation of high-skilled talents. "Made in China 2025"plan puts forward new requirements and directions for China's industrial development and talent cultivation. The training base is a part of cultivating talents with networked and information technology composite manufacturing. Based on the advantages of Changzhou Colleges of Information Technology in the field of information and mechatronics control， establishing an intelligent training base combining localization and cloud and discussing its operation and management mode is of great significance for cultivating talents that meet the requirements of intelligent manufacturing.

Key ?words： higher vocational colleges; training base; intelligent manufacturing; cloud information platform

[責任編輯 ? ?李 ? ?漪]