以物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)為特色方向的電氣專業(yè)課程群研究

錢懿 蔡志端 王培良

【摘要】長三角地區(qū)是物流裝備產(chǎn)業(yè)的聚集地。本文根據(jù)區(qū)域物流裝備企業(yè)對于物流人才應(yīng)用技能的要求出發(fā)，結(jié)合以物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)為特色的電氣專業(yè)培養(yǎng)模式的改革現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)電氣專業(yè)課程群與人才需求的對應(yīng)關(guān)系，介紹了物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)的新建特色課程和實踐實習(xí)管理及措施。為電氣自動化專業(yè)的專業(yè)建設(shè)與地方經(jīng)濟(jì)接軌發(fā)展的道路上指出了一種特色化培養(yǎng)的新模式。

【關(guān)鍵詞】物流裝備 課程群 培養(yǎng)方案 教學(xué)改革

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）22-0001-01

現(xiàn)階段，各大高校的專業(yè)培養(yǎng)方案基本上采用方向模塊選擇的方式為學(xué)生提供更符合行業(yè)及個人需求的課程。電氣工程及其自動化專業(yè)的除了固有的電力系統(tǒng)自動化方向之外，一般還設(shè)置有偏向自動化專業(yè)的電氣控制技術(shù)類方向。以浙江湖州為例，湖州市是浙江省現(xiàn)代物流裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合試點區(qū)域，物流行業(yè)的發(fā)展催生了對于物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的人才需要。因此，如何更好地為物流行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才，成為了這一區(qū)域地方高校在電氣專業(yè)建設(shè)上尋求特色發(fā)展的思考方向。

1.物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)人才的應(yīng)用技能要求

浙江湖州的物流裝備產(chǎn)業(yè)的重點領(lǐng)域包括：倉儲搬運裝備、電梯及配套、管道運輸裝備等。隨著機(jī)器換人的不斷深入，在倉儲搬運裝備行業(yè)中，機(jī)器人及信息化無人分揀技術(shù)的應(yīng)用變得普遍。電梯及其配套行業(yè)中，對于電機(jī)的電氣及PLC控制應(yīng)用技術(shù)變得日趨成熟，定制化的產(chǎn)品正在不斷出現(xiàn)。管道運輸裝備行業(yè)在無人焊接電氣控制及無損檢測傳感器技術(shù)正在國產(chǎn)化進(jìn)程中不斷創(chuàng)新與進(jìn)步。這些領(lǐng)域的企業(yè)在招聘電氣工程師崗位時，大體上需要具有符合現(xiàn)代物流裝備產(chǎn)品的操作維護(hù)能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、信息化管理能力的人才。

2.現(xiàn)有電氣專業(yè)課程群與人才需求的對應(yīng)關(guān)系

現(xiàn)有電氣專業(yè)的電氣自動化方向的課程群基本上由通識核心課（英語、高等數(shù)學(xué)、思政類課程等）、專業(yè)基礎(chǔ)課程（工程制圖及計算機(jī)輔助設(shè)計、程序設(shè)計、電子技術(shù)、自動控制原理、電機(jī)與拖動基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)等）、方向選修課程（運動控制系統(tǒng)、計算機(jī)控制技術(shù)、測試技術(shù)及傳感器、電氣控制及PLC技術(shù)等、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信、工業(yè)控制組態(tài)及現(xiàn)場總線技術(shù)）和每學(xué)期開展的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)這四大類。這些課程基本按照循序漸進(jìn)的原則分階段開課。

在這些現(xiàn)有的課程中與操作維護(hù)能力對應(yīng)的是計算機(jī)控制技術(shù)、電機(jī)與拖動基礎(chǔ)、伺服運動控制系統(tǒng)；與系統(tǒng)設(shè)計能力對應(yīng)的是工程制圖及CAD、嵌入式控制系統(tǒng)、程序設(shè)計、電氣控制與PLC控制；與信息化管理能力對應(yīng)的是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信、傳感器技術(shù)與應(yīng)用，工業(yè)控制組態(tài)及現(xiàn)場總線技術(shù)。

無論是專業(yè)基礎(chǔ)課還是方向選修課，現(xiàn)有課程是電子電氣自動化類專業(yè)普遍開始的課程，不能夠體現(xiàn)出培養(yǎng)具備物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)人才的特點，無法深入細(xì)致的在先進(jìn)控制技術(shù)的方向培養(yǎng)上，讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)到物流行業(yè)的機(jī)器人協(xié)同控制、RFID、視覺識別檢測下的信息化無人分揀技術(shù)，更無法讓學(xué)生在充分掌握好這些前沿技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，完成物流自動化系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，因此課程群建設(shè)上必須博采眾家之長，結(jié)合物流工程、電子工程、自動化等專業(yè)的課程群體系，建設(shè)一批體現(xiàn)物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)的特色課程。

3.課程群中的物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)的特色課程

湖州師范學(xué)院的電氣專業(yè)在與本地物流企業(yè)的不斷調(diào)研中，采取內(nèi)培外引的方式，建設(shè)并完善了如下課程：

方向必修課程：（1）物流技術(shù)與裝備：介紹了現(xiàn)代物流系統(tǒng)化技術(shù)，包括集裝技術(shù)與裝備、運輸技術(shù)與裝備、物流搬運技術(shù)與設(shè)備、倉儲技術(shù)與裝備、分揀技術(shù)及設(shè)備、物流包裝技術(shù)及設(shè)備、物流信息化技術(shù)與信息導(dǎo)引技術(shù)。（2）物流信息技術(shù)與應(yīng)用：介紹了計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等信息技術(shù)基礎(chǔ)知識，重點討論了條碼與RFID等自動識別技術(shù)、GPS與移動通信、自動跟蹤與定位技術(shù)、物流信息的分類編碼與信息存儲和信息處理平臺等物流信息處理技術(shù)。（3）現(xiàn)代物流設(shè)施與規(guī)劃：介紹了現(xiàn)代物流設(shè)施、經(jīng)典設(shè)施規(guī)劃與物流分析方法的同時，還詳細(xì)闡述了布局設(shè)計的現(xiàn)代算法和設(shè)施規(guī)劃與物流分析的計算機(jī)仿真方法。

方向選修課程：（1）物流系統(tǒng)建模與仿真（針對特定物流領(lǐng)域的系統(tǒng)集成）：在物流系統(tǒng)建模的基本規(guī)則和步驟下重點介紹了排隊模型與存儲模型及應(yīng)用，離散事件系統(tǒng)仿真，運輸與裝卸系統(tǒng)仿真，生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真，配送中心系統(tǒng)仿真，并利用Flexsim等仿真軟件進(jìn)行實際訓(xùn)練。（2）電梯控制技術(shù)（針對電梯等升降物流設(shè)備）：詳細(xì)分析了各種信號控制系統(tǒng)的典型線路及控制方法，對電梯的選用方法、布置原則以及安裝、調(diào)試、驗收與維護(hù)加以介紹，并對自動扶梯、液壓梯、雜物梯、自動人行道進(jìn)行了簡單分析與介紹。（3）變頻技術(shù)（針對先進(jìn)運輸裝備）：介紹變頻器的組成和基本工作原理、變頻器的運行、變頻器的分類與選型、變頻器的維護(hù)以及通用變頻器的應(yīng)用。（4）機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用（針對無人分揀搬運裝備）：通過討論機(jī)器人學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，闡述了機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)的種類及各自原理與選型、機(jī)器人內(nèi)部傳感器與外部傳感器、機(jī)器人的控制原則和控制方法，并以移動機(jī)器人系統(tǒng)作為載體，基于實際案例，討論了幾種典型移動機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計方法。

方向?qū)嵺`課程是物流自動化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用：通過課內(nèi)課外總計4周的60個課時，讓學(xué)生充分應(yīng)用仿真軟件和實驗室平臺對物流自動化系統(tǒng)中所涉及的主要控制模型和算法進(jìn)行了研究；并在此基礎(chǔ)上將學(xué)生分組后，融合方向必修課和選修課學(xué)習(xí)的知識，針對某一物流領(lǐng)域，完成一套涉及利用物流貨架、傳感器、搬運機(jī)器人或自動導(dǎo)引小車實現(xiàn)物流信息引導(dǎo)、自動識別、分揀和倉儲的系統(tǒng)。

4.課程群的實踐實習(xí)管理及措施

應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)離不開應(yīng)用實踐的培養(yǎng)，現(xiàn)有專業(yè)培養(yǎng)中的應(yīng)用技能培養(yǎng)，主要是由理論課的課內(nèi)實驗、特定的實踐課程或?qū)嵙?xí)周這三部分組成。在此基礎(chǔ)上，考慮到物流裝備先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用離不開具體的物流的設(shè)備，單純的計算機(jī)仿真無法讓學(xué)生有感性的認(rèn)識，以及對于實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論可行性有較高的自信度。因此課程群中的實踐實習(xí)管理必須有以下要求：（1）提高課內(nèi)設(shè)計性實驗比重，融入工程案例。在課內(nèi)實驗中減少驗證性實驗次數(shù)，融入來自校地合作企業(yè)的物流裝備操作及控制實例，對物流課程的實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行對象化、具體化、可視化，實現(xiàn)與課程知識點教授的無縫對接。（2）依托校內(nèi)外實驗平臺，實現(xiàn)實踐內(nèi)容多樣化。通過校內(nèi)實驗室和校外企業(yè)操作實習(xí)，對實踐課程的系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用設(shè)計出多組模型要求，并且要融入方向必修課、選修課中涉及的裝備技術(shù)及要求，充分體現(xiàn)現(xiàn)有物流技術(shù)的特點。

作者簡介：

錢懿（1984-），男，浙江湖州人，湖州師范學(xué)院求真學(xué)院工程技術(shù)系系主任，研究方向為智能控制系統(tǒng)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)故障診斷與分析。