中職數控技術專業智能制造綜合實訓室建設的研究
——以廣西工業技師學院為例

何建寧，楊劍鋒

（廣西工業技師學院， 南寧 530031）

0 引言

《中國制造2025》國家戰略的提出及全球“工業4.0”的到來，帶來新一輪的科技革命和產業變革，對于中職學校來說是機遇，同時也面臨著挑戰[1]。數控技術是裝備制造技術的重要組成部分，是制造業實現智能制造的基礎，是提高制造業的產品質量和勞動生產率不可或缺的重要手段，作為中職學校，擔負著數控技能人才培養的重要責任和義務，關乎“中國制造”走向“中國智造”的速度進程。相對其他專業而言，數控技術專業設備的投入要高得多。現在很多中職學校教學實訓配置的還是傳統加工的普通車、銑床，數控車、銑床，三軸加工中心等設備，相對“智能制造”而言，基本的硬件設施難以達到要求[2]。

技能大賽是實現職業院校教育與行業企業實踐深度融合的有效途徑，賽項設置目的是通過比賽，引領和促進職業院校專業建設與課程改革，推進校企合作，協同產業發展，深化產教融合，體現出現代職業教育鮮明特點[3]。本文以全國智能制造應用技術技能大賽——“切削加工智能制造單元安裝與調試、切削加工智能制造單元生產與管控、精密模具智能制造單元綜合應用” 競賽項目任務為載體，大賽技術平臺主要設備技術標準為依據，進行中職數控技術專業智能制造綜合實訓室建設，緊貼數控加工技術的發展方向，重點培養高層次、高素質的復合型技能人才。

1 建設思路及布局

1.1 建設思路

（1）硬件建設。依托全國智能制造應用技術技能大賽，“以賽促教，以賽促學”，參考大賽技術平臺主要設備參數，利用學?，F有的部分數控機床和機器人實訓設備，如表1所示，建設數控技術智能制造綜合實訓室，達到可節約建設資金的目的。

表 1 現有數控機床和機器人實訓設備清單

（2）軟件建設

結合學校文化特點，實訓室建設要與企業生產環境接軌，融入企業文化建設內涵，引入現代企業的運行機制，包括職業氛圍的營造、崗位設置、生產方式、技術標準、管理規范等，讓實訓學生進入實訓室就體驗企業生產車間的感覺，提前適應企業生產環境。

（3）校企合作

加強與企業的溝通和合作，建立校外實訓基地，面向企業崗位需求制訂合理的人才培養目標，設置和開發專業課程，聘請企業既有一定理論水平又有豐富實踐經驗的工程技術人員或高水平技術工人擔任兼職教師，按企業的用人標準培養和考核學生，定期安排教師到企業實踐等，與企業實現互助共贏。

（4）師資隊伍建設

結合智能制造綜合實訓室建設，同步進行數控技術專業師資培訓。可安排2-3位骨干教師全程參與實施實訓室建設，通過“做中學，學中做”，拓寬和優化教師專業知識結構，為實訓室建成后教實訓項目的及時實施及設備維護與管理提供師資力量保障。

1.2 布局

以智能制造技術推廣應用實際與發展需求為設計依據，按照“設備自動化+生產精益化+管理信息化+人工高效化”的構建理念，將數控加工設備、工業機 器人、檢測設備、數據信息采集管控設備等典型加工制造設備，集成為智能制造單元“硬件”系統，結合數字化設計技術、智能化控制技術、高效加工技術、工業物聯網技術、RFID 數字信息技術等“軟件”的綜合運用，構成數控技術智能制造綜合實訓室。實訓室具備零件數字化設計和工藝規劃、加工過程實時制造數據采集、加工過程自動化、基于 RFID 加工狀態可追溯以及加工柔性化等功能。如圖1所示。

2 建設方案與實施

智能制造綜合實訓室基于金屬零件切削減材領域、著重突出項目集成及應用技術，滿足全國智能制造應用技術技能大賽（精密模具智能制造單元綜合應用、切削加工智能制造單元安裝與調試、切削加工智能制造單元生產與管控賽項）對于平臺的技術要求。

智能制造綜合實訓室應用MES 、ERP系統互聯，通過加工中心、三坐標測量機、EDM火花成型機、斜床身數控車床、ROBOT工業機器人、陳列式料庫、RFID信息識別系統、自動化工裝夾具可實現生產模塊化、多元化的管理。通過信息識別系統RFID、CCD機器視覺、傳感器、無線傳輸等多種物聯網先進技術，實現設備間自動上下料、抓手自動互換、自動分解、品質管控，高效完成零件加工、傳送等工序。同時具備倉儲物資入庫、移庫、盤點、出庫等全過程的動態、精確化的管理。

2.1 精密模具智能制造單元綜合應用

精密模具智能制造單元綜合應用功能區域布局效果圖如圖2所示，可在該區域訓練學生應用智能制造單元進行模具的智能加工與成形。內容包含：模具智能制造虛擬單元搭建、模具CAD、模具成型性 CAE 分析、模具零件CAM 編程、虛擬加工與成形 MES管控等5項工作任務。主要硬件、軟件配置清單如表2所示。

表2 續

圖 1 智能制造綜合實訓室布局示意圖

圖 2 精密模具智能制造單元綜合應用布局效果圖

表 2 精密模具智能制造單元主要硬件、軟件配置清單

2.2 切削加工智能制造單元安裝與調試

切削加工智能制造單元安裝與調試功能區域布局效果圖如圖3所示，可在該區域訓練學生應用智能制造單元進行主要硬件設備和控制系統的安裝與調試，并實現智能制造單元的安全高效運行。內容包含：數控設備的安裝與調試、在線檢測單元的安裝與調試、工業機器人的安裝調試和編程、切削加工智能制造控制系統的安裝與調試、智能制造單元與 MES系統的聯合調試、規定零件的切削試運行、切削加工智能制造單元虛擬仿真等7個主要工作任務。主要硬件、軟件配置清單如表3所示。

圖 3 切削加工智能制造單元布局效果圖

2.3 切削加工智能制造單元生產與管控

切削加工智能制造單元生產與管控功能區域布局效果圖同“安裝與調試”，如圖3所示，可訓練學生應用智能制造單元進行智能加工，實現“生產精益化+設備自動化+管理信息化+人員高效化”。內容包含：智能制造系統架構、智能制造單元虛擬仿真、零件數字化設計與編程、機器人編程、智能制造控制系統的聯調、零件智能加工與生產管控等6項工作任務。主要硬件、軟件配置清單同“安裝與調試”，如表3所示。

表 3 切削加工智能制造單元安裝與調試主要硬件、軟件配置清單

3 實訓項目開發

以智能制造技能大賽競賽內容為載體，結合專業崗位需求，遵循一體化課程技術開發路徑進行實訓教學項目開發[4]，采取項目教學、任務驅動、教師指導學生自主創新性學習和研究，力求達到“學賽一體，崗課融合，學做合一”，實現培養學生良好職業素養和提升綜合職業能力。智能制造綜合實訓室建成后，日常教學可開展的實訓項目名稱可參考如表4。

表 4 智能制造綜合實訓室實訓項目名稱

4 結束語

智能制造實訓室建設緊扣“中國制造 2025”的主攻方向[5]，具有鮮明的特色和先進性，建成后可提升學校的專業實力，有利于吸引更優秀的學生資源和教師隊伍，可提升學校的整體品牌形象。該實訓室涵蓋了數控、機器人、機械、電子、電氣、自動化、控制、計算機、軟件、信息系統、統計、管理等多學科領域的知識，還可作為學校跨專業的綜合教學實訓平臺。實訓室既可以用于日常教學、技能大賽，也可用于實際生產加工，可使學生的能力與企業對智能制造人才的需求相吻合。智能制造單元各個軟、硬件模塊具備良好的開放性，基于此平臺，相關專業師生可進行更深入的自主科研工作。