面向“中國制造2025”的高職院校智能實訓(xùn)基地建設(shè)

柳岸敏 賈健明 涂琴 徐波

摘 ? ?要：實訓(xùn)基地是高等技能型人才培養(yǎng)的重要保障，“中國制造2025”為我國工業(yè)發(fā)展及人才培養(yǎng)提出了新的要求與方向，高職院校建立適應(yīng)于制造業(yè)智能化發(fā)展趨勢的實訓(xùn)基地，是培養(yǎng)具有網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)復(fù)合型制造業(yè)人才亟待解決的一環(huán)?；诔Ｖ菪畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院在信息、機電一體化控制領(lǐng)域的優(yōu)勢，建立本地化與云端相結(jié)合的智能實訓(xùn)基地并探討其運營與管理模式，對培養(yǎng)符合智能制造需求的人才具有重要意義。

關(guān)鍵詞：高職;實訓(xùn)基地;智能制造;云端信息平臺

基金項目：2016年度常州大學(xué)高等職業(yè)教育研究院課題“‘中國制造2025與高職院校改革發(fā)展研究”（項目編號：CDGZ2016039）

作者簡介：柳岸敏，女，高級工程師，博士，主要研究方向為激光加工技術(shù)、高職教育教學(xué)管理。

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-7747（2019）04-0011-04

近年來，各國都提出了以振興制造業(yè)為核心的工業(yè)發(fā)展規(guī)劃。2015年，國務(wù)院正式出臺“中國制造2025”目標(biāo)綱領(lǐng)，把人才作為建設(shè)制造強國的根本。在人才培養(yǎng)體系中，高等職業(yè)院校肩負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才的重任 [1-2]，高職院校人才培養(yǎng)的一個重要特征是在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，因此，配套實訓(xùn)基地的建設(shè)是高等職業(yè)院校建設(shè)的重要一環(huán)。 [3]為了滿足“中國制造2025”對人才培養(yǎng)的需求，需要對高職院校的實驗實訓(xùn)基地從建設(shè)制度、建設(shè)內(nèi)容、管理運行模式等方面進行深層次的思考與探索，從而為培養(yǎng)具有互聯(lián)網(wǎng)思維、掌握智能制造技術(shù)的新型人才提供硬件保障。

一、“中國制造2025”環(huán)境下對高素質(zhì)應(yīng)用技術(shù)型人才的需求

在我國發(fā)展自主高端制造業(yè)的背景下，工廠里的員工不再僅僅是普通操作者，更是產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計者和智能生產(chǎn)系統(tǒng)的管理者[4]，這就決定了在“中國制造2025”新的目標(biāo)與要求下，不僅需要依靠高端的學(xué)術(shù)科研型人才，也要依靠廣大的復(fù)合型技能型人才。[5]復(fù)合型技能型人才不僅要有精湛的操作技能，更應(yīng)具備對智能網(wǎng)絡(luò)高度的理解與運用能力。[6]

二、“中國制造2025”環(huán)境下智能實訓(xùn)基地建設(shè)目標(biāo)

學(xué)生的專業(yè)技能水平、創(chuàng)新能力與職業(yè)素養(yǎng)都是在長期實踐過程中培養(yǎng)出來的，因而，實驗實訓(xùn)基地的建設(shè)是適應(yīng)“中國制造2025”新形勢下教育改革的重要一環(huán)。目前，各大高職院校已建成的實驗、實訓(xùn)室大部分按照專業(yè)分類，由各類設(shè)備或工位組成，這類實訓(xùn)基地在我國工業(yè)發(fā)展初期和中期為培訓(xùn)學(xué)生操作設(shè)備的基本技能、了解工業(yè)生產(chǎn)流程、培養(yǎng)基本職業(yè)素養(yǎng)等方面發(fā)揮了巨大作用。但隨著中國制造業(yè)水平提升以及全球制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)、信息化技術(shù)結(jié)合越來越緊密，此類實驗實訓(xùn)室已不能滿足“中國制造2025”規(guī)劃下智能制造人才培養(yǎng)的需求，這主要是由于高校實驗實訓(xùn)設(shè)備普以教研設(shè)備為主，且部分設(shè)備落后于當(dāng)前工業(yè)水平，無法為學(xué)生提供真實生產(chǎn)環(huán)境;大量高校之間存在重復(fù)建設(shè)、資源配置不合理現(xiàn)象;實驗實訓(xùn)室管理手段落后，各實驗實訓(xùn)室間無法高效率協(xié)作。因此，在“中國制造2025”規(guī)劃下如何建設(shè)和管理高水平實驗室，使之能更好地服務(wù)于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，成為了一個亟待解決的問題。

利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照工業(yè)生產(chǎn)流程順序，采用本地化與云端相結(jié)合的方法建立“科研教學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)”雙立足點的智能實訓(xùn)基地。智能實訓(xùn)基地融合學(xué)校各類實訓(xùn)室、社會中小微企業(yè)、單臺設(shè)備等各類資源，根據(jù)接入實訓(xùn)基地資源類型不同，實行分級建設(shè)和管理。實訓(xùn)基地可滿足學(xué)校教師科研需求，為學(xué)生提供真實的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化實訓(xùn)環(huán)境，并為研究雙主體、學(xué)徒制等人才培養(yǎng)模式提供條件;同時，實訓(xùn)基地可進行實際工業(yè)生產(chǎn)，并利用信息網(wǎng)絡(luò)解決目前企業(yè)廣泛存在的生產(chǎn)、管理成本過高的問題，提升傳統(tǒng)工業(yè)的智能制造水平，引導(dǎo)企業(yè)由資源消耗型生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)推動型綠色制造，成為符合“中國制造2025”要求的具有示范意義的智能工廠，引領(lǐng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展方向。

三、“中國制造2025”環(huán)境下智能實訓(xùn)基地建設(shè)方案

智能實訓(xùn)基地改變傳統(tǒng)的實訓(xùn)室按照專業(yè)劃分的方法，按照工業(yè)生產(chǎn)流程，建立本地化與云端相結(jié)合的開放式物聯(lián)網(wǎng)智能實訓(xùn)基地，其主要由以下三部分組成。

（一）本地化與云端相結(jié)合的設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

實訓(xùn)基地建立統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，實訓(xùn)基地內(nèi)所有設(shè)備通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)收集卡接入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)流程與教學(xué)實訓(xùn)的實際需求，分層次建設(shè)本地化的設(shè)計、總裝、測試實訓(xùn)室和云端的開放式實訓(xùn)室。

1.本地化的設(shè)計、總裝、測試實訓(xùn)室。產(chǎn)品前端設(shè)計是產(chǎn)品工業(yè)流程中對技術(shù)要求最高、創(chuàng)新能力最強的環(huán)節(jié);后端總裝、測試過程是對自動化技術(shù)、品質(zhì)控制管理技術(shù)最為嚴(yán)格的環(huán)節(jié)，因此，設(shè)計與總裝實訓(xùn)室采用本地化設(shè)計和管理。設(shè)計和總裝實訓(xùn)室分別通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)內(nèi)部各設(shè)備間的信息互通，以整體的方式接入實訓(xùn)基地物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。接入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)后，設(shè)計和總裝實訓(xùn)中心保持一定的封閉性，對物聯(lián)網(wǎng)上其他設(shè)備的訪問、數(shù)據(jù)請求設(shè)定一定權(quán)限。

2.云端的開放式實訓(xùn)室。實訓(xùn)基地物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在保持對外開放性，對外公開統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，凡滿足此標(biāo)準(zhǔn)的各類院校實訓(xùn)室、大量中小微企業(yè)、單臺設(shè)備等多種主體均可接入實訓(xùn)基地網(wǎng)絡(luò)，共享各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，在減少重復(fù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，提高設(shè)備的多樣化與生產(chǎn)能力的柔性化。除按照標(biāo)準(zhǔn)必須公開的數(shù)據(jù)信息外，接入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的實訓(xùn)室和設(shè)備可根據(jù)自身需求自定義對外共享的信息，從而在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備在實現(xiàn)共享與協(xié)作的基礎(chǔ)上，滿足核心技術(shù)的保密性要求。

（二）基于云端的開放型信息平臺

除滿足科研教學(xué)、學(xué)生實訓(xùn)的功能外，實訓(xùn)基地還承擔(dān)實際生產(chǎn)的功能，該功能主要服務(wù)于社會個人、企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、訂制、小批量生產(chǎn)等需求，所以，基于云端的開放型信息平臺也是實現(xiàn)基地建設(shè)的重要一環(huán)。此信息平臺對社會開放，通過此信息平臺，生產(chǎn)需求主體、云端各實訓(xùn)室、設(shè)備間實現(xiàn)需求信息共通，使產(chǎn)品的需求者即為最終使用者，大大縮短了整個工業(yè)鏈生產(chǎn)流程，完成產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)。

（三）數(shù)據(jù)分析與產(chǎn)品優(yōu)化平臺

數(shù)據(jù)分析與產(chǎn)品優(yōu)化平臺是智能實訓(xùn)基地的核心，其收集與分析的數(shù)據(jù)主要包括各類設(shè)備的生產(chǎn)參數(shù)及工藝參數(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)過程的加工流程與物流信息、開放信息云平臺的需求信息。

通過收集與分析優(yōu)化實訓(xùn)基地各類數(shù)據(jù)，該平臺可實現(xiàn)三個功能：（1）通過不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程算法及物流信息，實現(xiàn)智能實訓(xùn)基地內(nèi)設(shè)備資源的最優(yōu)配置，達到生產(chǎn)流程最優(yōu)化;（2）判斷、預(yù)測潛在技術(shù)需求與生產(chǎn)品質(zhì)風(fēng)險，并將需求發(fā)布給各實訓(xùn)室，為教師科研提供真實素材;（3）將新科研成果等反饋給加入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各類主體，為各項科技成果轉(zhuǎn)化提供暢通的渠道。

智能實訓(xùn)基地建設(shè)整體設(shè)計方案如圖1所示。

按照此類標(biāo)準(zhǔn)建立的大規(guī)模實訓(xùn)基地即為一個完整的智能工廠，小型實訓(xùn)基地為智能生產(chǎn)工作站。學(xué)校內(nèi)不同實訓(xùn)基地、跨校實訓(xùn)基地之間可進行二次連網(wǎng)管理運營，實現(xiàn)多個智能實訓(xùn)基地之間實訓(xùn)項目、物流、產(chǎn)能等優(yōu)化配置，組建為智能工廠網(wǎng)絡(luò)。

四、實訓(xùn)基地的管理運行模式

實訓(xùn)基地的實訓(xùn)室和設(shè)備的組成具有開放性、多樣性特點，在管理與運營的過程中，采取多元化、分級制建設(shè)與管理。（1）本地產(chǎn)品設(shè)計與總裝實訓(xùn)室。實訓(xùn)中心本地設(shè)計與總裝實訓(xùn)室具有工業(yè)生產(chǎn)功能，學(xué)校結(jié)合本地優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，聯(lián)合當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)企業(yè)，以企業(yè)生產(chǎn)需求為導(dǎo)向，雙方發(fā)揮各自在科研、教學(xué)、市場等多方面優(yōu)勢，采用雙主體、混合所有制模式，雙方共同投資組建，降低雙方前期投資風(fēng)險。投資雙方可約定投資收益的分配方式，實現(xiàn)實訓(xùn)基地靈活運營與滾動發(fā)展，實訓(xùn)中心建成后交由投資企業(yè)或雙方認(rèn)可的第三方進行實際工業(yè)生產(chǎn)。在企業(yè)或第三方運營期間，實訓(xùn)基地應(yīng)承擔(dān)學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)、教師科研等教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)產(chǎn)教融合。在人才培養(yǎng)過程中，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，利用學(xué)校教學(xué)資源，校企共同制定人才培養(yǎng)計劃與方案，共同探討現(xiàn)代學(xué)徒制等人才培養(yǎng)模式，學(xué)生實訓(xùn)期間遵守企業(yè)各項規(guī)章制度，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。在生產(chǎn)過程中，設(shè)計、總裝實訓(xùn)室內(nèi)的生產(chǎn)需嚴(yán)格按照產(chǎn)品優(yōu)化中心安排的生產(chǎn)工藝及流程進行，實時對生產(chǎn)進行調(diào)整與優(yōu)化。

（2）加入云端物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的本校實訓(xùn)室。本校實訓(xùn)室是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)專業(yè)技能、熟悉互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)環(huán)境的場所，由學(xué)校統(tǒng)一管理，配合設(shè)計與總裝、測試實訓(xùn)室進行生產(chǎn)，接受數(shù)據(jù)采集與生產(chǎn)優(yōu)化平臺的生產(chǎn)流程安排，提高實訓(xùn)室的開放性與學(xué)生參與度。（3）加入云端物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的外部實訓(xùn)室與設(shè)備。實訓(xùn)室作為獨立主體，自負(fù)盈虧，自主安排生產(chǎn)流程，無償享受信息平臺內(nèi)容與優(yōu)化平臺的信息，遵守實訓(xùn)基地網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并具有提供規(guī)定的基本生產(chǎn)數(shù)據(jù)的義務(wù)。

五、“中國制造2025”背景下實訓(xùn)基地的功能

基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的智能實訓(xùn)基地，肩負(fù)著培養(yǎng)掌握智能制造技術(shù)人才和實際工業(yè)生產(chǎn)的雙重任務(wù)，具體體現(xiàn)為三個方面：

（1）為學(xué)生實訓(xùn)提供真實工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境與崗位。智能實訓(xùn)基地實現(xiàn)了工廠即課堂，課堂在工廠的教學(xué)模式，實訓(xùn)內(nèi)容覆蓋基礎(chǔ)的單機操作、智能生產(chǎn)線、工業(yè)生產(chǎn)流程、智能工廠運行四個層次，使學(xué)生在基本職業(yè)技能、專項技能、綜合技能、職業(yè)素養(yǎng)多層次能力得到培養(yǎng)。（2）為研究校企聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生新模式提供條件。智能實訓(xùn)基地中大量實訓(xùn)室為校外獨立主體或校企雙主體共建與運行，開展符合中國國情的現(xiàn)代學(xué)徒制、聯(lián)合培養(yǎng)等人才培養(yǎng)模式。在人才培養(yǎng)過程中，發(fā)揮企業(yè)的主導(dǎo)作用，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，學(xué)生在校內(nèi)實訓(xùn)可達到工學(xué)交替的效果，成長為具有“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新思維與熟悉智能工廠生產(chǎn)流程的復(fù)合型人才。（3）依托實訓(xùn)基地，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化器。支持學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力并為其提供場所。實訓(xùn)基地可為學(xué)生創(chuàng)業(yè)提供各類專業(yè)資源與生產(chǎn)保證，提升學(xué)校及區(qū)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍及相關(guān)配套能力。

總之，國務(wù)院提出的“中國制造2025”規(guī)劃為我國工業(yè)發(fā)展提供了新的思路與方向，高職院校需要在全球新一輪工業(yè)革命的浪潮中勇于創(chuàng)新，建設(shè)具有高設(shè)計能力、高柔性生產(chǎn)能力和高生產(chǎn)效率的“智能制造”實訓(xùn)基地，為探索符合中國國情的管理運營體系，培養(yǎng)具有互聯(lián)網(wǎng)思維的高技能人才提供硬件支持與保障。

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Construction of Intelligent Training Base for Higher Vocational Colleges Orienting "Made in China 2025"Plan

LIU An-min， JIA Jian-ming， TU Qin， XU Bo

（Changzhou College of Information Technology， Institute of Intelligent Equipment， Changzhou 213164， China）

Abstract： The training base is an important guarantee for the cultivation of high-skilled talents. "Made in China 2025"plan puts forward new requirements and directions for China's industrial development and talent cultivation. The training base is a part of cultivating talents with networked and information technology composite manufacturing. Based on the advantages of Changzhou Colleges of Information Technology in the field of information and mechatronics control， establishing an intelligent training base combining localization and cloud and discussing its operation and management mode is of great significance for cultivating talents that meet the requirements of intelligent manufacturing.

Key ?words： higher vocational colleges; training base; intelligent manufacturing; cloud information platform

[責(zé)任編輯 ? ?李 ? ?漪]