智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備現(xiàn)狀研究

楊娟 農(nóng)應(yīng)斌

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，與此同時(shí)對(duì)人才的需求也隨之?dāng)U大，基于現(xiàn)狀，為社會(huì)培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才成為各大高校的奮斗目標(biāo)，因此，提高教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量，高校一定要建設(shè)出更能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)人才需求的教學(xué)體系。中國(guó)有句古話“工欲善其事，必先利其器”，所以在教學(xué)體系的完善過(guò)程中，必須解決教學(xué)設(shè)備落后的問(wèn)題，將智能制造有效地利用到教學(xué)設(shè)備中，是提升教學(xué)設(shè)備水平的有效途徑。

關(guān)鍵詞：智能制造;實(shí)訓(xùn)設(shè)備;柔性制造;虛擬仿真

中圖分類號(hào)：TH122? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

當(dāng)今社會(huì)，教學(xué)設(shè)備的更新發(fā)展無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，致使教學(xué)水平也不能與時(shí)俱進(jìn)。如果把教學(xué)設(shè)備與智能制造有效地結(jié)合在一起，必能通過(guò)教學(xué)設(shè)備的發(fā)展，將教學(xué)成果提升上來(lái)。學(xué)校在進(jìn)行智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備建設(shè)時(shí)，應(yīng)積極響應(yīng)“中國(guó)制造2025”活動(dòng)，本著多元培養(yǎng)的辦學(xué)宗旨，高度融合智能制造的平臺(tái)，將智能制造和教學(xué)設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來(lái)，注意校企協(xié)同發(fā)展，在引進(jìn)企業(yè)技術(shù)的同時(shí)提供優(yōu)質(zhì)的研發(fā)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的積極性，使學(xué)生參與到創(chuàng)新研發(fā)過(guò)程中去，增強(qiáng)學(xué)生綜合實(shí)力。學(xué)校還能有針對(duì)性的為企業(yè)培養(yǎng)相關(guān)人才，設(shè)置有關(guān)智能制造的實(shí)訓(xùn)課程，構(gòu)建智能制造人才培養(yǎng)方案，保障校企共同發(fā)展。

筆者對(duì)教學(xué)設(shè)備的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查分析，總結(jié)出了教學(xué)設(shè)備與智能制造接軌的方法和重要性，并提出相關(guān)建議，促進(jìn)二者有效接軌。

1 智能制造設(shè)備引入教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的意義

先進(jìn)設(shè)備的利用能夠有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生能夠充分地了解知識(shí)的起源發(fā)展，明顯提升學(xué)習(xí)效果。教師在先進(jìn)設(shè)備的使用過(guò)程中，能不斷地豐富自身知識(shí)水平，并將所學(xué)知識(shí)充分展現(xiàn)給學(xué)生，有助于提升教師的業(yè)務(wù)水平和實(shí)踐能力，從而加強(qiáng)學(xué)校的師資隊(duì)伍建設(shè)，并滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，所以將智能制造引入教學(xué)實(shí)訓(xùn)具有不可替代的意義。

1.1 對(duì)智能制造理念進(jìn)行培訓(xùn)

智能制造理念的培訓(xùn)應(yīng)該從教師和學(xué)生兩方面入手，為了增強(qiáng)教師對(duì)該理念的理解，學(xué)校應(yīng)多組織有關(guān)智能制造的活動(dòng)，并鼓勵(lì)教師積極參加，校方應(yīng)積極與企業(yè)建立聯(lián)系，使教師有機(jī)會(huì)到生產(chǎn)線上學(xué)習(xí)，或是將工程師聘請(qǐng)到學(xué)校，給教職員培訓(xùn)智能制造相關(guān)知識(shí)，使教師能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)有設(shè)備上，提升教學(xué)水平。為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該理念的理解，教師在使用教學(xué)設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分展示出智能制造的原理和特點(diǎn)，讓學(xué)生參與其中，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐精神和創(chuàng)新水平。將理念培訓(xùn)與設(shè)備使用結(jié)合到一起，提升培訓(xùn)效果和教學(xué)質(zhì)量，滿足社會(huì)對(duì)高質(zhì)量教學(xué)的需求。

1.2 先進(jìn)、高端設(shè)備置辦

學(xué)校在教學(xué)設(shè)備購(gòu)置過(guò)程中，應(yīng)參考當(dāng)今市場(chǎng)狀況和學(xué)生所學(xué)知識(shí)，將現(xiàn)有老舊設(shè)備去除，尋找先進(jìn)的智能制造教學(xué)設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充采購(gòu)。教師可以根據(jù)新設(shè)備的性能，結(jié)合所教授內(nèi)容，改善教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方法。校方可以與企業(yè)合作，讓專家對(duì)設(shè)備的使用進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)，并保證設(shè)備的運(yùn)行，避免設(shè)備棄置不用，真正做到現(xiàn)代化教學(xué)。

1.3 建立專業(yè)實(shí)踐基地

為了教學(xué)設(shè)備的充分利用，有效地提高教學(xué)水平，可以建立專業(yè)的實(shí)踐基地，基地的建造過(guò)程中一定要配備最先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備，使該基地成為智能制造最前沿的實(shí)踐區(qū)域。該基地的建設(shè)，不僅可以讓師生更好地了解相關(guān)的知識(shí)原理，將所學(xué)知識(shí)充分地運(yùn)用到學(xué)習(xí)生活中來(lái)。還可以引起師生的重視，保障全部學(xué)生都能使用該設(shè)備，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、專業(yè)素養(yǎng)，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

2 智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景

2.1 智能制造基礎(chǔ)性實(shí)訓(xùn)設(shè)備

與大型工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)應(yīng)用企業(yè)開(kāi)展前端合作，校企共建實(shí)訓(xùn)基地。依照工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的專業(yè)方向、模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)需求引入實(shí)訓(xùn)設(shè)備，建設(shè)教學(xué)基地。包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)械/電氣結(jié)構(gòu)認(rèn)知平臺(tái)、多功能工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人多工藝教學(xué)平臺(tái)、人機(jī)交互平臺(tái)。關(guān)鍵實(shí)訓(xùn)設(shè)備有基礎(chǔ)性實(shí)訓(xùn)臺(tái)、綜合性實(shí)訓(xùn)臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人。以崗位需求為導(dǎo)向，校企共同開(kāi)發(fā)基本技能實(shí)訓(xùn)平臺(tái)（設(shè)備），培養(yǎng)適用于智能制造基本崗位技能人才。涉及的知識(shí)內(nèi)容十分廣泛，涵蓋工業(yè)機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)、參數(shù)配置、在線示教編程、工具更換及復(fù)雜軌跡編程、模擬涂膠-打磨-拋光工藝、模擬上下料-碼垛工藝;離線編程、I/O外設(shè)連接及通信、RS-485總線和CAN總線通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信。滿足對(duì)工業(yè)機(jī)器人技綜合系統(tǒng)控制、編程、裝配、調(diào)試等基礎(chǔ)技術(shù)與編程操作的教學(xué)認(rèn)知與培訓(xùn)。

2.2 智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)設(shè)備

與工業(yè)機(jī)器人工藝應(yīng)用企業(yè)共建智能制造生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。包括工業(yè)機(jī)器人焊接平臺(tái)、加工中心上/下料平臺(tái)、數(shù)控車上/下料平臺(tái)、沖壓中心上/下料平臺(tái)、激光切割平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人噴涂平臺(tái)、視覺(jué)分揀平臺(tái)、去毛刺工作平臺(tái)。以崗位需求為導(dǎo)向，開(kāi)發(fā)8大類工藝應(yīng)用智能制造生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，培養(yǎng)緊缺的智能制造生產(chǎn)崗位技能培訓(xùn)性人才。對(duì)學(xué)校而言，可以開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人焊接、加工中心上下料、數(shù)控車上下料、沖壓中心上下料、激光切割、噴涂、視覺(jué)分揀、去毛刺等崗位的在校學(xué)生實(shí)訓(xùn)。主要適用專業(yè)為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)電一體化等傳統(tǒng)機(jī)械相關(guān)專業(yè)進(jìn)行學(xué)科升級(jí)、智能制造方向轉(zhuǎn)型，目前正在與電力傳動(dòng)、嵌入式開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域結(jié)合，開(kāi)展基于工業(yè)機(jī)器人各類工藝應(yīng)用性實(shí)訓(xùn)。

2.3 柔性智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備

以“工業(yè)4.0”和“智能制造2025”為時(shí)代背景，柔性智能制造設(shè)備是先進(jìn)數(shù)控技術(shù)、多功能控制系統(tǒng)、高性能制造技術(shù)的深度融合產(chǎn)物。面向產(chǎn)品的多樣化定制生產(chǎn)需求，包括加工中心、數(shù)控中心、雕刻機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、立體倉(cāng)庫(kù)等，可以自主完成由毛坯料到合格品的全加工流程。與企業(yè)共同開(kāi)發(fā)柔性智能制造實(shí)訓(xùn)設(shè)備或單元模塊。培養(yǎng)柔性制造崗位所需的技能型人才，可與柔性生產(chǎn)線工作站的實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)結(jié)合。

涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括CNC加工管理、WE加工管理、EDM加工管理和CMM精密測(cè)量等前沿技術(shù)。其包含的管理類別有：制造數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫(kù)存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心設(shè)備管理、工具工裝管理、采購(gòu)管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、產(chǎn)線控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等協(xié)同管理模塊。

2.4 智能制造虛擬仿真實(shí)設(shè)備

與智能制造軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)合作，共擔(dān)虛擬仿真制造科研項(xiàng)目，進(jìn)行虛擬仿真平臺(tái)搭建，相應(yīng)實(shí)訓(xùn)軟件開(kāi)發(fā)、設(shè)備研制。面向崗位，共建智能制造虛擬仿真、數(shù)字化編程與設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以適應(yīng)數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)、智能制造生產(chǎn)崗位需求。涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括：Robot Art工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件、CAE標(biāo)準(zhǔn)化專家?guī)熘R(shí)系統(tǒng)、NX/ProE CREO支持的智能模具設(shè)計(jì)、Mold flow/Mold bao支持的智能制造Saa-S云平臺(tái)、CAPP智能工藝設(shè)計(jì)模塊、UG/NX支持的CAM專家系統(tǒng)。

虛擬仿真制造實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)物設(shè)備有所區(qū)分，可借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)延展和補(bǔ)充，通過(guò)為視頻、微掃碼、實(shí)時(shí)在線通信平臺(tái)等信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，共建校企實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的云空間，推動(dòng)產(chǎn)教深度融合中的信息共享與溝通。

3 結(jié)語(yǔ)

智能制造在教學(xué)設(shè)備中的應(yīng)用，在滿足學(xué)生和老師的基本教學(xué)需求的同時(shí)，還應(yīng)該做到靈活便捷、簡(jiǎn)單易操作。通過(guò)對(duì)我國(guó)教學(xué)設(shè)備的現(xiàn)狀分析，可以看出諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題都給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難。所以筆者對(duì)智能制造應(yīng)用到教學(xué)設(shè)備提出如下建議。1）學(xué)校有計(jì)劃地進(jìn)行設(shè)備更新，使教學(xué)設(shè)備能夠跟上時(shí)代的進(jìn)步。2）通過(guò)對(duì)教師進(jìn)行智能制造相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，提升教師的專業(yè)水平。3）建立專業(yè)實(shí)踐基地，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)運(yùn)用先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高自身學(xué)習(xí)能力和水平，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，同時(shí)也能使教學(xué)設(shè)備得到充分的利用。

參考文獻(xiàn)

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