校企協(xié)同創(chuàng)新下智能制造實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)

李 智 胡成龍

(武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院 湖北 武漢：430205)

《中國制造2025》明確提出“以推進(jìn)智能制造為主攻方向”，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級。面對智能制造的沖擊，作為承擔(dān)著為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)技術(shù)技能人才任務(wù)的職業(yè)教育應(yīng)當(dāng)做出相應(yīng)變革，尤其是在技術(shù)技能人才培養(yǎng)方面需要構(gòu)建全新的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與培養(yǎng)路徑[1]。為了加快培養(yǎng)一大批掌握智能制造技術(shù)的高素質(zhì)技能人才，進(jìn)一步推動(dòng)武漢市制造業(yè)的發(fā)展，武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院聯(lián)合武漢華中數(shù)控股份有限公司、國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心、武漢高德信息產(chǎn)業(yè)有限公司、武漢市教育科學(xué)研究院、湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國機(jī)械工業(yè)教育發(fā)展中心協(xié)同打造智能制造實(shí)訓(xùn)中心。

1 智能制造實(shí)訓(xùn)中心的需求分析

從技術(shù)層面分析，智能制造技術(shù)是制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程、人工智能等學(xué)科相互滲透和融合的一種綜合技術(shù)，智能制造技術(shù)的研究對象是整個(gè)制造環(huán)境的集成化與自組織能力[2]。 “中國制造2025”的提出對我國制造產(chǎn)業(yè)變革影響深遠(yuǎn)，對企業(yè)人才的需求提出了新的要求。智能制造已悄然改變了企業(yè)的人才需求，一是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才有著巨大需求，二是智能生產(chǎn)對數(shù)字化制造型人才有著巨大需求，三是智能裝備對機(jī)電復(fù)合型人才有著巨大需求。崗位結(jié)構(gòu)變化對職業(yè)能力提出了新要求，企業(yè)對機(jī)械制造崗位專業(yè)能力的需求也更高。同時(shí)，精益生產(chǎn)管理崗位需求加大，精益專員崗位空缺增多。這種企業(yè)“能動(dòng)工種”的增加，使得傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備無法解決智能制造技術(shù)人才培養(yǎng)的需求。因此，多方協(xié)同開發(fā)智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)體系顯得尤為重要。實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)將在硬件設(shè)施上滿足智能制造人才培養(yǎng)的需求。

從政策層面分析，目前武漢市正在策劃實(shí)施武漢制造2025，其目標(biāo)是抓住“中國制造2025”深入推進(jìn)實(shí)施的重大歷史機(jī)遇，融入國家“一帶一路”、長江經(jīng)濟(jì)帶等重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，瞄準(zhǔn)全球產(chǎn)業(yè)競爭及國家戰(zhàn)略需求的前沿，不斷提升產(chǎn)業(yè)層次、豐富產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展，并通過未來十年發(fā)展，到2025年，將武漢建成國家先進(jìn)制造業(yè)中心和國家創(chuàng)新型城市。上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，急需大批量智能制造相關(guān)技術(shù)人才和師資。通過建設(shè)智能制造實(shí)訓(xùn)中心，為人才培養(yǎng)規(guī)格、模式、方式方法的研究提供了硬件支持，并為企業(yè)培養(yǎng)急需的、針對性強(qiáng)、能持續(xù)發(fā)展、自主提高技術(shù)技能的人才提供了設(shè)備保障。因此，實(shí)現(xiàn)“武漢制造2025”，需要建設(shè)武漢智能制造實(shí)訓(xùn)中心

2 智能制造實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的目標(biāo)

智能制造實(shí)訓(xùn)中心主要服務(wù)于武漢市的制造業(yè)發(fā)展，面向職業(yè)院校、面向企業(yè)、面向社會(huì)可以開展人才培養(yǎng)前瞻性研究、智能生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備聯(lián)合攻關(guān)、技術(shù)技能人才培訓(xùn)、技能鑒定及承擔(dān)各級各類技能競賽。同時(shí)，又能利用該平臺(tái)的精良設(shè)備和師資及技能人才集中的優(yōu)勢，開展市場化產(chǎn)品加工、研發(fā)試制，將設(shè)備優(yōu)勢和技術(shù)人才優(yōu)勢通過企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力和社會(huì)商品，使之成為全國領(lǐng)先、示范輻射能力強(qiáng)的立方式智能制造人才培養(yǎng)公共服務(wù)平臺(tái)。

3 校企協(xié)同創(chuàng)新的工作基礎(chǔ)

3.1 良好的專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)和專業(yè)優(yōu)勢

我校以市場為牽引，服務(wù)武漢高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，旨在培養(yǎng)立足“光谷”、服務(wù)武漢、面向湖北、輻射全國、厚德尚能、素質(zhì)全面的技術(shù)技能型專門人才。

現(xiàn)有重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)數(shù)控技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械制造與自動(dòng)化、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(3D方向)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息管理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等，為智能制造技術(shù)技能人才培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以數(shù)控為主的實(shí)訓(xùn)設(shè)備總值2600多萬元，有智能制造基礎(chǔ)相關(guān)實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、高精度檢測實(shí)訓(xùn)室、3D打印實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控化工廠體驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室等11間。

3.2 協(xié)同創(chuàng)新單位的技術(shù)和資源優(yōu)勢

參與智能制造實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的協(xié)同單位有數(shù)十家，這些單位在智能制造領(lǐng)域都有較強(qiáng)的技術(shù)和開發(fā)創(chuàng)新能力。例如，武漢華中數(shù)控股份有限公司是東湖高新區(qū)一家從事中、高檔數(shù)控系統(tǒng)及其裝備開發(fā)、生產(chǎn)的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司被命名為國家科技部 “國家高科技成果產(chǎn)業(yè)化基地”、國家發(fā)改委“高科技成果產(chǎn)業(yè)化示范基地”。公司擁有一支700多人的數(shù)控技術(shù)研究、開發(fā)、管理人才基本隊(duì)伍，其中120多人具有碩士或博士學(xué)歷。國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心是經(jīng)國家科技部批準(zhǔn)，依托于華中科技大學(xué)，集數(shù)控基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)研究、開發(fā)、工程化、中試、應(yīng)用以及人才培養(yǎng)于一體的工程技術(shù)研究開發(fā)基地，擁有數(shù)控技術(shù)研究室、機(jī)器人及其控制研究室、新型驅(qū)動(dòng)研究室、精度強(qiáng)化研究室、快速測量技術(shù)研究室、電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)研究室、復(fù)雜曲面造型及數(shù)控加工研究室、數(shù)字裝備研究室、智能化制造及控制研究室、IT設(shè)備控制研究室、標(biāo)準(zhǔn)化研究室及產(chǎn)業(yè)化基地。武漢高德信息產(chǎn)業(yè)有限公司是湖北省第一家提供系列多媒體教育軟件的公司、第一家按照國家教育部關(guān)于精品課程建設(shè)的規(guī)范提供精品課程開發(fā)系統(tǒng)軟件的公司、第一家實(shí)行規(guī)范化管理，提供網(wǎng)絡(luò)課程、精品課程建設(shè)服務(wù)的公司；其合作院校超過100所。2014年高德信息公司致力于通過在線教育技術(shù)開發(fā)工業(yè)機(jī)器人、五軸數(shù)控技術(shù)、激光制造、3D打印、機(jī)械制造等機(jī)械類在線課程，整合制造企業(yè)、職校和高校等機(jī)械類院校優(yōu)質(zhì)教師，致力于搭建未來智能制造在線學(xué)習(xí)/培訓(xùn)云服務(wù)平臺(tái)，促進(jìn)機(jī)械類專業(yè)O2O教學(xué)改革，解決中國制造產(chǎn)業(yè)升級帶來的人才缺失問題，助力“中國制造2025”。

3.3 牢固的校企合作基礎(chǔ)和強(qiáng)烈的共同合作意愿

我校與華中數(shù)控的合作始中于2005年，當(dāng)年共建了數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)室，并在我校舉辦了湖北省“華中數(shù)控”技能大賽；2009年共建了數(shù)控技術(shù)訂單班；2012年校企共建“華中數(shù)控學(xué)院”成為兩家單位全面合作的標(biāo)志。我校與武漢高德信息產(chǎn)業(yè)有限公司的合作主要在精品課程建設(shè)和教材開發(fā)。從2005年至令，共建精品課100多門，開發(fā)教材3本，開展課程建設(shè)研討會(huì)10多次；武漢市教育科學(xué)研究院是武漢市教育局直屬單位，我校的業(yè)務(wù)主管部門是武漢市教育局，工作交集與交流是經(jīng)常性的；我校是湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事單位，是機(jī)械工業(yè)教育發(fā)展中心、機(jī)械行指委成員單位，我校積極參加各專業(yè)、行業(yè)學(xué)會(huì)的活動(dòng)并支持活動(dòng)開發(fā)，接受其業(yè)務(wù)指導(dǎo)，與各專業(yè)、行業(yè)學(xué)會(huì)有良好合作關(guān)系。

4 協(xié)同創(chuàng)新單位的分工

所謂協(xié)同創(chuàng)新就是創(chuàng)新要素和資源有效整合，通過“打破創(chuàng)新主體間的壁壘”，充分發(fā)揮各自資源優(yōu)勢而實(shí)現(xiàn)深度合作，最終產(chǎn)生“1+1>2”的系統(tǒng)疊加效用。其本質(zhì)內(nèi)涵是通過國家政策性引導(dǎo)，推動(dòng)高校、科研機(jī)構(gòu)和行業(yè)企業(yè)的深入合作，實(shí)現(xiàn)資源整合、優(yōu)勢互補(bǔ)，拓展技術(shù)推廣和產(chǎn)業(yè)化空間，是當(dāng)代科技創(chuàng)新的全新范式[3]。智能制造實(shí)訓(xùn)中心的構(gòu)建以“政府主導(dǎo)、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)、分工協(xié)同、成果共享”為原則，建立由武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院、武漢華中數(shù)控股份有限公司共同牽頭，聯(lián)合華中科技大學(xué)國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心、武漢高德信息產(chǎn)業(yè)有限公司、武漢市教育科學(xué)研究、湖北省機(jī)械工程學(xué)會(huì)院、中國機(jī)械工業(yè)教育發(fā)展中心等數(shù)家單位共同協(xié)作，整合參與各方資源并引入市場機(jī)制，更好地為武漢智能制造服務(wù)。協(xié)同單位分工如表1。

表1 協(xié)同單位分工明細(xì)

5 智能制造實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的內(nèi)容

智能制造實(shí)訓(xùn)中心的核心基地建立在武漢軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院，由武漢軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院與華中數(shù)控牽頭建設(shè)和管理；分布式基地建立在華中數(shù)控。智能制造實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)按核心功能劃分為7個(gè)區(qū)域，分別進(jìn)行實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)。

5.1 智能工廠區(qū)

該區(qū)域包括4組設(shè)備和軟件，其中鉆攻中心16臺(tái)、RGV導(dǎo)軌5條、機(jī)器人6臺(tái)、輸送線2條、AGV車2輛、立體倉庫、監(jiān)控系統(tǒng)等。其培訓(xùn)功能定位為：智能制造基礎(chǔ)認(rèn)知實(shí)習(xí)、智能工廠知識體系研發(fā)、智能工廠相關(guān)設(shè)備研發(fā)、智能工廠教學(xué)模塊研發(fā)，可滿足智能制造綜合培訓(xùn)服務(wù)、個(gè)性化創(chuàng)新制造。支持的培訓(xùn)項(xiàng)目包括高速加工的工藝技術(shù)、四(五)軸機(jī)床的加工工藝技術(shù)、機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制和管理、智能化技術(shù)應(yīng)用等。

5.2 工業(yè)機(jī)器人區(qū)

該區(qū)域包括5套工業(yè)機(jī)器人及機(jī)械拆裝設(shè)備、5套工業(yè)機(jī)器人電氣拆裝設(shè)備、8個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人、2個(gè)桁架機(jī)械手、離線編程軟件(40個(gè)節(jié)點(diǎn))、機(jī)器人教學(xué)與鑒定培訓(xùn)考試資源包、機(jī)器人虛擬拆裝實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)40臺(tái)等。其培訓(xùn)功能定位為：工業(yè)機(jī)器人專業(yè)師資培訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)基礎(chǔ)公共實(shí)訓(xùn)服務(wù)、工業(yè)機(jī)器人企業(yè)技能培訓(xùn)服務(wù)、職業(yè)技能鑒定，其他創(chuàng)新類機(jī)器人認(rèn)知實(shí)習(xí)。支持的培訓(xùn)項(xiàng)目包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)械拆裝、工業(yè)機(jī)器人電氣拆裝、工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)、工業(yè)機(jī)器人碼垛等典型應(yīng)用。

5.3 自動(dòng)化區(qū)

該區(qū)域包括5個(gè)工作島(10臺(tái)鉆攻中心、5個(gè)機(jī)器人)、4臺(tái)AGV小車、傳送帶、物料設(shè)備、智能制造自動(dòng)化工程教學(xué)資源、技能鑒定培訓(xùn)與考核資源包等。其培訓(xùn)功能定位為：智能制造基礎(chǔ)認(rèn)知實(shí)習(xí)服務(wù)、自動(dòng)化知識體系研發(fā)、自動(dòng)化相關(guān)設(shè)備研發(fā)、自動(dòng)化教學(xué)模塊研發(fā)，支撐智能制造綜合培訓(xùn)服務(wù)、自動(dòng)化個(gè)性化制造，主要培養(yǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)線的調(diào)試、集成、維護(hù)等高技能人才。支持的培訓(xùn)項(xiàng)目包括：生產(chǎn)線的仿真、生產(chǎn)線布局、電氣設(shè)計(jì)、單元管控系統(tǒng)、單元管控功能。

5.4 精密測量區(qū)

該區(qū)域包括2臺(tái)三坐標(biāo)測量儀、2臺(tái)三維掃描儀、2臺(tái)球桿儀、設(shè)備測量與傳感器實(shí)驗(yàn)柜、自動(dòng)化工廠精度測量設(shè)備以及檢測技術(shù)實(shí)訓(xùn)資源包等。其培訓(xùn)功能定位為：精密測量專業(yè)師資培訓(xùn)、精密測量專業(yè)基礎(chǔ)公共實(shí)訓(xùn)服務(wù)、精密測量企業(yè)技能培訓(xùn)服務(wù)、其他創(chuàng)新類精密測量類認(rèn)知實(shí)習(xí)。支持的培訓(xùn)項(xiàng)目包括：檢測和控制技術(shù)及智能化檢測儀表的使用及研究、自動(dòng)檢測和控制技術(shù)的新原理、新方法的探討、新型傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等動(dòng)態(tài)檢測和控制的研究，以及實(shí)時(shí)測試在生產(chǎn)過程自動(dòng)化中的應(yīng)用。

5.5 先進(jìn)制造區(qū)

該區(qū)域包括3臺(tái)五軸機(jī)床、1臺(tái)V8高速高精立式加工中心、2臺(tái)高速鉆攻中心、 3D打印5臺(tái)、先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)訓(xùn)與技能鑒定培訓(xùn)資源包等。其培訓(xùn)功能定位為：智能制造基礎(chǔ)認(rèn)知實(shí)習(xí)、先進(jìn)制造知識體系研發(fā)、先進(jìn)制造相關(guān)設(shè)備研發(fā)、先進(jìn)制造教學(xué)模塊研發(fā)，同時(shí)還支撐智能制造綜合培訓(xùn)服務(wù)和先進(jìn)制造個(gè)性化制造。先進(jìn)制造區(qū)主要培訓(xùn)高速高精、多軸加工技術(shù)。高速高精加工是一種比常規(guī)切削速度高得多的先進(jìn)制造工藝。它不但可以大幅度提高零件的加工率、降低加工成本，而且可以使零件的表面加工質(zhì)量和加工精度達(dá)到更高的水平。高速加工已在航空、航天、汽車以及超精密微細(xì)加工等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

5.6 數(shù)字設(shè)計(jì)制造區(qū)

該區(qū)域包括機(jī)房、軟件ERPCAMCAPPMESCAD、虛擬展示軟件、大屏幕、數(shù)字設(shè)計(jì)制造軟件實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源包，其培訓(xùn)功能定位為：智能工廠管控、數(shù)字設(shè)計(jì)制造與生產(chǎn)管理、CAD、CAM、CAPP、ERP、MES、PDM等軟件應(yīng)用及工程實(shí)施等。支持的培訓(xùn)項(xiàng)目包括：智能工廠軟件應(yīng)用(工程實(shí)施進(jìn)度管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品開發(fā)過程控制)、CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)與MES、PDM系統(tǒng)集成機(jī)制和集成方案的建設(shè)、面向智能制造統(tǒng)產(chǎn)品研制的知識和信息共享技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識庫、工藝知識庫及工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)。以上技術(shù)提供了對產(chǎn)品、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和管理的支持，也實(shí)現(xiàn)了實(shí)訓(xùn)中心內(nèi)部CAX與PDM 系統(tǒng)、MES 系統(tǒng)的信息集成和交換，并支持產(chǎn)品研制過程中的知識重用和信息共享。

5.7 3D打印制造區(qū)

3D打印區(qū)主要面向武漢中高職院校開展3D打印公共實(shí)訓(xùn)，借助3D打印區(qū)域的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，受訓(xùn)者能夠掌握智能制造機(jī)械設(shè)備的使用、操作、維修、保養(yǎng)等相關(guān)技能，并能獨(dú)立承擔(dān)一些常規(guī)的維修任務(wù)及相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試方法。

6 結(jié)語

以“政府主導(dǎo)、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)、分工協(xié)同、成果共享”為原則，通過校企協(xié)同、多家參與構(gòu)建的智能制造實(shí)訓(xùn)中心將在以下幾個(gè)方面發(fā)揮其作用：

(1)進(jìn)行智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備的系統(tǒng)研制，著力開發(fā)建設(shè)“武漢智能制造公共實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”， 為武漢各中、高職業(yè)院校開展智能制造人才技術(shù)技能培訓(xùn)。

(2)以智能實(shí)訓(xùn)中心為載體創(chuàng)建“智能制造雙創(chuàng)基地”，針對企業(yè)生產(chǎn)需求進(jìn)行智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)車間集成開發(fā)。

(3)組織開展技能競賽和技能鑒定，推廣實(shí)訓(xùn)中心的技術(shù)成果。