智能制造工場概念性規(guī)劃設(shè)計分析★

李繼明,楊春雅

(1.無錫城市職業(yè)技術(shù)學院,江蘇 無錫 214000; 2.杭州市城建設(shè)計研究院有限公司,浙江 杭州 310000)

0 引言

“十四五”時期，是無錫市以智能化、綠色化、服務(wù)化、高端化為引領(lǐng)，全力打造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地的重要時期，也是無錫建設(shè)全國一流區(qū)域性職業(yè)教育中心，開創(chuàng)職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展新局面的關(guān)鍵時期。針對“十三五”時期部分院校在校企合作過程中為了應(yīng)付考核，片面追求合作企業(yè)數(shù)量而忽視質(zhì)量，在與企業(yè)完成掛牌后校企合作就到了終點，并無實習實訓、“雙師型”教師培養(yǎng)、課程開發(fā)等實質(zhì)性合作，與企業(yè)也還沒有真正做到產(chǎn)教融合。為改變這一現(xiàn)狀，深入推進校企合作，深化產(chǎn)教融合質(zhì)量，建設(shè)一個具有前瞻性的智能制造工場，作為教育教學研發(fā)培訓及校企合作基地，真正實現(xiàn)職業(yè)技術(shù)教育教學質(zhì)的飛躍已是迫在眉睫。

1 智能制造工場的定義及專業(yè)分布

智能制造是指在生產(chǎn)制造過程中，將智能裝備通過通信技術(shù)有機連接起來，實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程自動化；并通過各類感知設(shè)備收集制造過程中的各種數(shù)據(jù)，在工業(yè)軟件系統(tǒng)的管理下進行數(shù)據(jù)分析，并與企業(yè)資源管理軟件相結(jié)合，提供最優(yōu)化的解決方案或者定制化生產(chǎn)，最終實現(xiàn)智能化制造[1]。智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合，其作為一個系統(tǒng)工程，融合了機械制造、智能裝備、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和生產(chǎn)管理等技術(shù)，涉及機械設(shè)計制造、機電設(shè)備、自動化、電子信息、計算機和通信等六大專業(yè)類。

1.1 機械設(shè)計制造類

機械設(shè)計制造類包括機械設(shè)計與制造、數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機械制造及自動化、工業(yè)設(shè)計、工業(yè)工程技術(shù)、材料成型及控制技術(shù)、現(xiàn)代鑄造技術(shù)、現(xiàn)代鍛壓技術(shù)、智能焊接技術(shù)、工業(yè)材料表面處理技術(shù)、模具設(shè)計與制造、特種加工技術(shù)、智能光電制造技術(shù)、機械裝備制造技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)等16個專業(yè)。

1.2 機電設(shè)備類

機電設(shè)備類包括智能制造裝備技術(shù)、機電設(shè)備技術(shù)、電機與電器技術(shù)和新能源裝備技術(shù)等4個專業(yè)。

1.3 自動化類

自動化類包括機電一體化技術(shù)、智能機電技術(shù)、智能控制技術(shù)、智能機器人技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、工業(yè)過程自動化技術(shù)、工業(yè)自動化儀表技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和計量測試與應(yīng)用技術(shù)等11個專業(yè)。

1.4 電子信息類

電子信息類包括電子信息工程技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電子產(chǎn)品制造技術(shù)、電子產(chǎn)品檢測技術(shù)、移動互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)、汽車智能技術(shù)、智能產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用和智能光電技術(shù)應(yīng)用等9個專業(yè)。

1.5 計算機類

計算機類包括計算機應(yīng)用技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)應(yīng)用、信息安全技術(shù)應(yīng)用、人工智能技術(shù)應(yīng)用、嵌入式技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動應(yīng)用開發(fā)和工業(yè)軟件開發(fā)技術(shù)等10個專業(yè)。

1.6 通信類

通信類包括通信技術(shù)、現(xiàn)代移動通信技術(shù)、通信軟件技術(shù)、通信工程設(shè)計與監(jiān)理、通信系統(tǒng)運行管理和智能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等6個專業(yè)。

智能制造融合了先進制造技術(shù)、自動化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)，貫穿以上的6類56個專業(yè)，與《中國制造2025》戰(zhàn)略大背景相契合，有著廣泛的就業(yè)和崗位適應(yīng)性。

與擁有工業(yè)場所、以大型機器或設(shè)備構(gòu)成的生產(chǎn)線，并使用機械化代替手工勞動的工廠不同，工場特指擁有機器化現(xiàn)代生產(chǎn)方式，工人工作、師傅帶徒弟的大型場所。智能制造工場則特指信息化與工業(yè)化深度融合，產(chǎn)教、產(chǎn)學、產(chǎn)研高度結(jié)合的校企合作基地。

2 智能制造工場的功能分析

2.1 實習實訓

通過模擬實際工作環(huán)境，教學采用真實工作項目的實際案例，教學過程理論結(jié)合實踐，強調(diào)學生的參與式學習，能夠在最短的時間內(nèi)使學生在專業(yè)技能、實踐經(jīng)驗、工作方法、團隊合作等方面提高[2]。

主要承擔會計、財務(wù)管理、人力資源、國際貿(mào)易專業(yè)的實驗(實訓)教學任務(wù)，職業(yè)技術(shù)培訓，學生專業(yè)技能競賽，教師科研等等工作。承擔實驗課程有會計電算化實訓、國際貿(mào)易綜合操作實訓、財務(wù)分析實訓、人員測評理論與方法、績效管理等共30門,實驗項目有40個。

開出實驗課項目：會計電算化實訓、國際貿(mào)易綜合操作實訓、財務(wù)分析實訓、人員測評理論與方法、績效管理等。

2.2 創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新孵化

大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)街、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)樓、國家級眾創(chuàng)空間，分為三個功能區(qū)，即城建類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化區(qū)、信息類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化區(qū)、創(chuàng)意類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化區(qū)。

成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作領(lǐng)導小組，全面統(tǒng)籌全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作，逐步建成應(yīng)用于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院，負責全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓練，培育、孵化與轉(zhuǎn)化、服務(wù)與支持等工作。為廣大大學生提供了“雙創(chuàng)培訓、雙創(chuàng)導師、項目路演、雙創(chuàng)沙龍、資源對接”等服務(wù)體系。構(gòu)建“學生全覆蓋、貫穿人才培養(yǎng)全過程、教育全方位、涵蓋全層次”的“四全”雙創(chuàng)教育體系，形成了一批“與學校頂層設(shè)計高度契合、與學科專業(yè)密切相關(guān)、與地方特色無縫對接、與校辦企業(yè)完全打通、與校外基地深度融合”的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊與企業(yè)。

以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地的建設(shè)為契機，加大創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作的整合力度，強化大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，提高大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，真正形成學校“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”格局，促進學校更大發(fā)展。

2.3 技術(shù)服務(wù)

對教師在基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域開展專題研究，和企業(yè)開展聯(lián)合研究、科技攻關(guān)、科技咨詢、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓的項目，其目標是全面提升教師專業(yè)能力和創(chuàng)新能力，產(chǎn)出高質(zhì)量的研究成果。

2.4 國際教育及行政辦公

結(jié)合不斷變化的人才市場現(xiàn)狀，立足國際企業(yè)的用人標準，以不斷提升的教學質(zhì)量應(yīng)對市場的考驗，用卓越的教育品質(zhì)獲得累累碩果。國際教育將在校企合作培養(yǎng)人才方面繼續(xù)積極地探索和實踐，培養(yǎng)出更多符合企業(yè)用人標準的實戰(zhàn)型、復(fù)合型人才。

3 智能制造工場的案例分析

深圳技術(shù)大學中德智能制造學院是在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實施“中國制造2025深圳行動計劃”的背景下設(shè)立的，學院建設(shè)以產(chǎn)業(yè)需求為導向，以強化工程能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力為載體，秉承“來自實踐、面向應(yīng)用、立足本地、放眼全球”的辦學理念，聯(lián)合德國應(yīng)用技術(shù)大學及研究所，致力于培養(yǎng)高水平工程師、設(shè)計師等極具“工匠特色”的高層次高素質(zhì)的產(chǎn)業(yè)精英和技術(shù)人才。

學院針對學生的培養(yǎng)方式具有適應(yīng)性，能夠很好地適應(yīng)經(jīng)濟的發(fā)展和先進制造行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整；人才培養(yǎng)既強調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識和技能，又突出技術(shù)應(yīng)用；課程設(shè)置貼近職業(yè)崗位需求，及時跟蹤新知識新技術(shù)，提供多個專業(yè)方向的選擇，為學生職業(yè)生涯發(fā)展提供堅實的保障。深圳技術(shù)大學中德智能制造工場見圖1。

中德智能制造學院2017年已招收首屆本科學生，專業(yè)為機械設(shè)計制造及其自動化(智能制造與機器人)，分為2個專業(yè)培養(yǎng)方向：智能制造與機器人、激光智能裝備及應(yīng)用。2018年擬招收200名本科學生，其中機械設(shè)計制造及其自動化(智能制造與機器人)專業(yè)100人，電子科學與技術(shù)(光電子技術(shù)與應(yīng)用)100人。電子科學技術(shù)(光電子技術(shù)與應(yīng)用)專業(yè)分為3個專業(yè)方向：光電子技術(shù)、工業(yè)電子產(chǎn)品、人工智能儀器儀表。

4 無錫城市職業(yè)技術(shù)學院智能制造工場概念設(shè)計分析

4.1 項目概況

無錫城市職業(yè)技術(shù)學院坐落于惠山區(qū)東南部，太湖之濱的無錫職教園區(qū)， 園區(qū)緊靠無錫中心城區(qū)。 場地位于無錫城市職業(yè)技術(shù)學院北門，錢藕路以北，周邊交通便利，風景宜人。項目總占地約700畝，項目計劃總投資約5.0億元，建設(shè)周期3年～5年(見圖2)。

4.2 項目選址

依據(jù)《無錫市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)》，惠山區(qū)錢橋街道滬宜高速路以南區(qū)塊為建設(shè)用地。位于錢藕路和玉泉路之間的地塊與無錫城市職業(yè)技術(shù)學院僅一路之隔，且緊鄰生態(tài)島濕地公園，環(huán)境優(yōu)美，為項目建設(shè)首選地。

4.3 總圖規(guī)劃

根據(jù)無錫職教園的總體定位與無錫城市職業(yè)技術(shù)學院的需求，注重跨學科的合作和交流，以重校企共建、跨學科合作、求協(xié)同一致、自實踐求知為目標，以交融互動、未來科技為設(shè)計理念，將該區(qū)打造成一個面向未來的智能制造工場。

規(guī)劃將具備類似公共性的元素相互靠近形成兩個兩組團三單體的基本構(gòu)架，圍繞學術(shù)會議中心布局的實訓基地為核心組團，校園整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定的向心性。弧形的實訓裙樓又與老校區(qū)布局形成呼應(yīng)并使新舊兩個區(qū)塊融為一體。將自然、學術(shù)、生活、休閑有機融合，創(chuàng)造清新典雅、和諧舒適的優(yōu)美環(huán)境[3-4]。

4.4 交通組織

圍繞智能制造工廠的環(huán)形主干道，直連技術(shù)大樓和國際教育，并將位于南側(cè)、自成系統(tǒng)的體育館和宿舍區(qū)環(huán)路連在一起，形成兩級路網(wǎng)和交通消防疏散的基本構(gòu)架。分布于核心區(qū)塊的網(wǎng)狀道路是基于便捷交通而設(shè)的人行步道，與各個區(qū)塊與景觀融為一體的游步道構(gòu)成區(qū)域的三級路網(wǎng)。設(shè)一個主要出入口和兩個疏散出口，主入口滿足消防車的進出，并與城市主干道連接。

在單體垂直交通組織上，每棟樓設(shè)計有兩個以上的樓梯且直通屋面以滿足疏散需要，各單體實訓樓則又通過弧形裙房式建筑連通，實現(xiàn)互聯(lián)便捷的交通組織。

4.5 單體設(shè)計

整個區(qū)塊建筑圍繞實訓形成兩個組團三個單體。建筑造型均以極簡的現(xiàn)代設(shè)計語言，傳遞的是包豪斯“直面過去與未來的較量”之精神。大塊面實體側(cè)墻與頗具線條感、色彩感的正立面彩色裝飾鋁板、透明玻璃形成強烈面線對比、色彩對比和虛實對比。

4.6 景觀規(guī)劃

景觀規(guī)劃以人為本、以水為魂、以智為源，結(jié)合場地既有的水域和規(guī)劃建筑單體漸次展開，并力求與建筑融為一體。在大景觀統(tǒng)一規(guī)劃的前提下，各組團又有相對獨立的景觀系統(tǒng)和氛圍。園路的設(shè)計兼具教學通行的便捷與休閑的趣味感，外緊內(nèi)松的植物布置是隔噪與共享的體現(xiàn)。

5 結(jié)語

作為實訓基地，滿足教學活動固然重要，但又能夠滿足師生衣食住行等基本生活需求則更為關(guān)鍵。項目選址保證了與本部校區(qū)聯(lián)系、交流以及既有資源的共享和高效利用，也避免了重復(fù)建設(shè)大面積生活區(qū)。極簡現(xiàn)代設(shè)計語言的建筑設(shè)計體現(xiàn)了場所精神對大學精神的呼應(yīng)；與生態(tài)濕地公園融為一體的景觀規(guī)劃和科學高效的交通組織，實現(xiàn)了本部校區(qū)的便捷聯(lián)系。規(guī)劃重視人才需求與當?shù)貐^(qū)域發(fā)展間的協(xié)調(diào)，客觀上對提升高等教育質(zhì)量，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起到了積極的作用，也體現(xiàn)了規(guī)劃服務(wù)于高校立德樹人的根本任務(wù)，實現(xiàn)校地雙贏辦學目標。

智能制造作為工業(yè)4.0時代背景下的核心觀念，越來越受到各高職院校的重視。科學合理的智能制造工場的設(shè)計規(guī)劃，是實現(xiàn)學校智能制造實驗實訓教學高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)高技能、應(yīng)用型人才的保障，設(shè)計部門要進一步優(yōu)化和深化智能制造的概念性規(guī)劃設(shè)計，為施工圖設(shè)計提供較為詳盡的文本。