基于產教融合的機械類專業創新實踐平臺建設

王仲文，張偉，張璞樂

（哈爾濱理工大學榮成學院 機械工程系，山東 榮成 264300）

當前，我國正處于發展的重要戰略機遇期，大力培育創新型人才，為建設創新型國家、國家創新體系和全面建設小康社會提供堅實的人才保證和智力保障，顯得尤為迫切和重要［1］。裝備制造業作為衡量國家產業核心競爭力的重要標志，是我國建成制造強國的重要依靠。隨著“中國制造2025”的深入實施，我國大力推行數字化、網絡化、智能制造，提升產品設計能力，完善制造業技術創新體系，加強核心技術、關鍵技術轉換成先進制造工藝技術。這對機械類專業教師教育教學水平、大學生創新動手實踐能力及高校服務企業解決關鍵實際問題的能力提出了更高的要求。創新型人才有大量缺口，僅靠傳統教學模式的培養是遠遠不夠的，況且創新型人才不僅要有專業理論的支撐，還必須深入實踐，具備能夠將知識轉化為能力的創新能力［2］。傳統的人才培養模式、課堂教學內容及實驗實訓教學等，已不能滿足新形勢下對創新人才培養的要求。本文基于產教融合，對機械類專業創新實踐平臺體系及內容進行了深入研究，構建了校企“三位一體”創新實踐平臺建設體系。

一、產教融合與區域經濟發展需求

2017年12月，國務院辦公廳發布了《關于深化產教融合的若干意見》，要求面向產業和區域發展需求，促進人才培養供給側和產業需求側結構要素全方位融合，健全完善需求導向的人才培養模式。山東半島地區是我國制造業發展水平較高的地區之一，未來一段時期，山東省將由制造大省向制造強省戰略轉型，汽車、船舶、軌道交通、海工裝備、工程機械、數控機床、輪胎制造等行業面臨轉型升級、智能化改造，需要加快工業化和信息化融合；滾動實施萬項技改，推動萬企轉型；加快推動裝備換芯，促進裝備數控化；推動機器換人，促進工廠智能化。這對機械類專業人才提出了更高的要求，在專業建設及創新人才培養過程中，更需要借助創新實踐平臺、校企合作、科技競賽等作為驅動力，強化工程實踐環節，注重創新意識和創新能力培養［3］。

哈爾濱理工大學榮成校區作為理工大學的重要組成部分，堅持傳承理工大學特色，以社會需求為導向，以培養應用技能型人才為辦學目標，立足山東半島藍色經濟區，積極投身海洋強國發展戰略。努力打造海洋高端裝備與智能制造、海洋食品與貿易、現代海洋服務業“兩海一服”三大平臺。機械工程系現有機械設計制造及其自動化、機械電子工程、材料成型及控制工程、智能制造工程四個本科專業，在人才培養和科學研究中，突出智能制造、海洋裝備制造、新材料等方向，深入調研分析膠東半島和威海地區產業規劃及需求，依托本地支柱產業——機械制造及零部件、房車產業、海工裝備、新材料、海洋產品初加工、海洋食品精加工等，積極培育專業特色、凝練科研方向、做實內設研究機構，提高科研攻關能力。根據地方產業發展規劃及需求，機械工程系逐步形成了穩定的研究方向：（1）海洋智能材料制備及應用；（2）海洋食品機械創新設計；（3）機電一體化控制及系統集成；（4）輕合金材料制備-成形及智能化焊接；（5）房車創新設計及新材料。現有海洋裝備研究所、房車技術研究中心、輕合金材料成形及連接技術研究所等內設科研機構。

二、“三位一體”創新實踐平臺機制與運行

（一）創新實踐平臺建設內容

在產教融合、協同育人的實踐過程中，充分利用高等院校的技術、人力等資源及先進成熟的技術成果，借助企業的生產條件，提高學校的科研能力，將科研成果盡快地轉化為生產力。校企各自發揮優勢，通過多種形式開展全面合作，共同構建產學研聯盟的創新體系，建立產學研長期合作關系，形成專業、產業相互促進共同發展，努力實現“校企合作、產學共贏”［4-5］。逐漸探索出“三位一體”創新平臺共建機制，即校企聯合研究中心（實驗室）—大學生“雙創”實驗室—教師創新工作室共同建設、融合運行發展。校企聯合研究中心與產學研合作基礎好、共性關鍵技術急需攻關、企業技術團隊較為成熟的企業聯合共建，實行雙主任負責制，定期開展技術研討與協商，尋找雙方共同的研究方向，共同申報國家級、省級、市級科研創新平臺和科技攻關項目。學校根據企業提出的高新技術項目需求和企業技術難題，積極組織力量進行研究開發、成果轉化和技術攻關，支持企業技術創新，幫助企業進行新產品開發及新技術、新工藝、新材料、新設備的推廣應用等。

大學生“雙創”實驗室是培養學生創新能力、提高團隊合作意識，以及使學生提早熟悉企業、了解產品工藝開發流程的重要的第二課堂。依靠企業提供的經費和技術需求，每年大學生“雙創”實驗室自立若干創新項目，或者申報國家級、省級、校級大學生創新創業項目，以創新項目支撐創新實驗室運行，通過學生自治管理、專業教師指導、企業創業導師輔導等方式，提高學生的創新項目開發能力。

教師創新工作室是國家各級工會系統組織申報建設的，弘揚勞模精神、工匠精神，培養職工的創新意識、創新能力。教師創新工作室是以骨干教師為核心，以師帶徒為主要培養形式，共同開展基于線上線下的學科研究、教改探索和教學磨煉為一體的新型工作室，可以發揮引領示范作用，以點帶面，為教師搭建學習、交流、成長的平臺，以促進教師專業化發展。

（二）創新實踐平臺機制保證與建設成果

充分借助山東省“科技特派員”“科技副總”及產業教師（導師）等制度，鼓勵支持專業教師到企業掛職實踐鍛煉、定向為企業提供技術服務、擔任校企聯合研究中心（實驗室）負責人。結合威海地區房車產業規模不斷擴大、產業轉型升級的需求，哈爾濱理工大學榮成學院先后與山東康派斯新能源車輛股份有限公司共建“房車技術聯合研究中心”，與榮成名駿休閑用品股份有限公司共建“房車先進制造與智能化焊接聯合研究中心”，與黑系智能裝備（威海）有限公司共建“房車創新設計與新材料聯合研究中心”，為企業培養簽約技術人員30余人，簽訂項目合作開發合同8項，累計研發經費近200萬元。在重型房車開發、房車新材料應用、房車升降臺創新設計及智能控制方面為企業解決了諸多技術難題。積極協助企業籌建山東省博士后創新實踐基地。和山東金飄食品機械股份有限公司合作共建“海洋食品機械及智能控制聯合研究中心”，協助企業獲批2021年山東省科技型中小企業創新能力提升項目1項。

構建全新的學生創新能力培養“平臺+項目+競賽”模式。大學生“雙創”實驗室項目來源于兩方面：一是每年獲批的國家級、省級和校級大學生創新創業項目；二是依據企業技術需求和升級改造，由企業資助的實際技術攻關項目。大學生“雙創”實驗室實行專業化、自主性管理，采取項目入駐、動態運行。積極鼓勵學生參加“挑戰杯”全國大學生課外學術作品競賽、山東省大學生機電產品創新設計競賽、創青春全國大學生創業大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等。近五年，依托大學生“雙創”實驗室，大學生創新創業項目立項60余項，其中國家級10余項，省級近30項。積極組織學生參加科技競賽并取得了豐碩的成果，先后參加了全國大學生“挑戰杯”賽、全國機器人錦標賽、全國三維數字化創新設計大賽、山東省大學生機電產品創新設計等科技大賽，有50多名學生榮獲國家級、省級科技大賽及創新大賽獎。

三、“三位一體”創新實踐平臺建設與人才培養探索

面對制造業企業產業轉型升級、智能化改造對創新人才的迫切需求，在機械類專業人才培養過程中，需要不斷豐富理論課程和實踐教學體系、更新實驗實訓內容、構建產教研一體化實驗實訓平臺［6］。

第一，在課程體系中專業課設置方面，努力把專業知識關聯性強、屬同一學科方向的課程整合為多學時綜合性大課，比如“焊接結構與質量控制”“金屬塑性成形工藝及模具設計”課程均為80學時，這些課程和船舶、汽車、鍛壓行業密切相關，在授課過程中要把行業發展現狀、技術需求及面臨的問題等融入教學過程，培養學生的家國情懷、職業素養及專業能力。

第二，在實驗實訓平臺建設方面，打造綜合性、智能化、產教研一體化實訓平臺，盡可能避免采購單臺、功能單一的專業設備。緊密結合“互聯網+工程實踐教學”的建設思路，以智慧工廠和智能制造為主題，以信息化與模塊化為核心思想，搭建一個既貼近于工業化生產，又立足于教學，既能充分地體現學生的參與性，又能使教學與工業實際無縫對接，能體現出多種專業特色的智能制造綜合教學平臺系統。已建成了智能化焊接實訓平臺，如圖1所示，包括六自由度焊接機器人、變位機、自動化焊接小車、TIG焊機、虛擬焊接模擬仿真軟件等。正在建設智能制造生產線，包括數控加工中心單元、數控車床單元、上下料機器人單元、激光打標單元、品質檢測單元、自動裝配包裝單元、智能立體倉庫、AGV系統、RFID系統、工站控制單元、總控單元、數字看板系統等單元。改造現有的四柱液壓機、注塑機、擠出機等單功能設備，配置上、下料搬運機器人，將實驗設備產線化、模塊化。

圖1 智能化焊接實訓平臺

第三，在生產實習環節，基于工程項目驅動，依托區域經濟產業發展和裝備制造業水平，構建基于“產業模塊+平臺建設+專題講解”的生產實習教學模式［7］。以材料成型及控制工程專業為例，生產實習教學周數為3周，以3天為實習單元模塊，根據產業分布，劃分為汽車生產模塊、船舶制造模塊、壓力容器制造模塊、鍛壓設備制造模塊和模具設計與制造模塊，如圖2所示為汽車生產流程。

圖2 汽車生產流程

每一產業模塊都集中了機械加工技術、壓力加工技術、焊接生產及自動化技術、熱處理技術、材料分析與檢測技術等。借助校企合作共建的創新實踐平臺，在“鍛壓設備制造模塊”實習過程中，技術工程師講解到位，深受廣大師生的歡迎，教學效果良好。

第四，在畢業設計方面，加強全過程管理。畢業設計選題以企業實際產品開發、設備改造升級為主，依托“三位一體”創新實踐平臺，大學四年級學生在就業實習和畢業設計期間，深入合作企業、進駐校企聯合研究中心（實驗室），深度參與企業產品設計、技術攻關、設備升級改造與系統集成等，在生產實踐中增長才干、學以致用。

通過基于產教融合的機械類專業創新實踐平臺建設，深化了校企合作，促進了教育鏈、人才鏈與產業鏈、創新鏈有機銜接，學生的創新能力、教師的教學與科研能力顯著提高，實踐教學體系和教學內容與產業需求更加密切，教育創新成果豐碩。