工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的研究與實(shí)踐

宋云艷 隋秀梅

摘 要：工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)是為適應(yīng)高素質(zhì)、復(fù)合型自動(dòng)化技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，把實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)成實(shí)踐教學(xué)體系合理、開放共享、特色鮮明、培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要平臺(tái)，通過教學(xué)、實(shí)操訓(xùn)練為企業(yè)培養(yǎng)大量自動(dòng)化高層次人才，解決人才缺乏的問題。建設(shè)目標(biāo)達(dá)到全國(guó)有較高知名度的一流水平機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)；實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）04-0063-03

Abstract： The construction of industrial robot training base is to meet the needs of high-quality， compound-type automation technology personnel training. The training base is built into an important platform for the practical teaching system to be reasonable， open and shared， distinctive features， and cultivate high-quality talents. The goal is to cultivate a large number of automated high-level talents for enterprises， and to solve the problem of lack of talent through practical training. The construction target has reached the national first-class level robot experiment teaching demonstration center with high reputation.

Keywords： industrial robot technology； training base construction； talent cultivation

一、建設(shè)背景

隨著吉林省裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，吉林省人民政府關(guān)于加快建設(shè)裝備制造支柱產(chǎn)業(yè)的意見（吉政發(fā)〔2014〕35號(hào)）中明確指出：以“綠色制造、智能制造、協(xié)同制造、服務(wù)制造”為方向，以“打造高端、提升傳統(tǒng)、培育特色、強(qiáng)化基礎(chǔ)”為主線，加大政策扶持，完善公共服務(wù)，提升創(chuàng)新能力，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚，壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。由此看出，中國(guó)作為“世界工場(chǎng)”正在快速進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，順應(yīng)制造技術(shù)的向前發(fā)展，機(jī)器人時(shí)代的到來已是一種趨勢(shì)?？梢灶A(yù)計(jì)，未來的幾年中，企業(yè)對(duì)于機(jī)器人技術(shù)人才的需求越來越大，而目前能夠掌握機(jī)器人操作、調(diào)試、維修的技能人才極度缺乏。

二、建設(shè)必要性

由于人力成本的快速上升，全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，越來越多的企業(yè)配備自動(dòng)化設(shè)備來提高產(chǎn)能、降低人力成本。以全球代工帝國(guó)富士康集團(tuán)為代表的機(jī)器人計(jì)劃是：三年后將目前的1萬臺(tái)機(jī)器人增至100萬臺(tái)。由此看出，中國(guó)作為“世界工場(chǎng)”正在快速進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，順應(yīng)制造技術(shù)的向前發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)代的到來已是一種趨勢(shì)?？梢灶A(yù)計(jì)，未來的幾年中，企業(yè)對(duì)于自動(dòng)化高層次人才的需求越來越大，而目前我國(guó)能夠掌握機(jī)器人操作、調(diào)試、維修的技能人才極度缺乏。

長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地針對(duì)區(qū)域裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)崗位技能提升的要求，面向工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)等專業(yè)，促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用相關(guān)專業(yè)的發(fā)展、課程的建設(shè)、人才的培養(yǎng)質(zhì)量，解決工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅猛增長(zhǎng)與專業(yè)人才嚴(yán)重短缺的矛盾，提升工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用人才水平和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)人才的到崗即用 ，助力長(zhǎng)春市“中國(guó)制造 2025”， 試點(diǎn)城市建設(shè)，踐行李克強(qiáng)總理在全國(guó)職教工作會(huì)上提出的“中國(guó)制造業(yè)大國(guó)向精密制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變”的要求。

三、建設(shè)內(nèi)容

（一）場(chǎng)地建設(shè)

本項(xiàng)建設(shè)包括場(chǎng)地設(shè)施配套（配電、氣、水等通用設(shè)施和相關(guān)專門化要求）。我院工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地為新建約1200平米，含工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程實(shí)訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人維護(hù)維修實(shí)訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)訓(xùn)區(qū)等。所有場(chǎng)地設(shè)施布局按企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行，設(shè)備布局與企業(yè)工作或生產(chǎn)工作流程相對(duì)接，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景與現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景相接近。

（二）設(shè)備配置

實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)不再是簡(jiǎn)單的購(gòu)買設(shè)備，而是在有限的資金條件下，最大限度滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)、社會(huì)培訓(xùn)與應(yīng)用研發(fā)等功能集于一體的需求。

1. 工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程實(shí)訓(xùn)區(qū)：主要用于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的編程與操作，可開展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)，非機(jī)器人技術(shù)專業(yè)通識(shí)課及工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程，使學(xué)生熟悉工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)；了解機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用；掌握工業(yè)機(jī)器人編程操作方法和技巧。

2. 工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)區(qū)：主要完成工業(yè)機(jī)器人的示教編程教學(xué)要求，包括24套工業(yè)機(jī)器人虛擬實(shí)操仿真系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人虛擬實(shí)操仿真系統(tǒng)用真實(shí)的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)和真實(shí)手持示教器控制虛擬的工業(yè)機(jī)器人。每個(gè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)配三個(gè)不同工業(yè)機(jī)器人手持示教盒，通過更換手持示教器能夠?qū)ANUC、ABB、MOTOMAN三種品牌工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)示教編程訓(xùn)練。學(xué)生可以學(xué)習(xí)多種系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人在線編程與操作方法。運(yùn)用這個(gè)虛擬實(shí)操仿真系統(tǒng)，解決了現(xiàn)場(chǎng)編程時(shí)設(shè)備不足的情況，可保證每個(gè)學(xué)生用真實(shí)的示教器進(jìn)行操作編程；運(yùn)用虛擬機(jī)器人中碰撞檢測(cè)功能，可以檢測(cè)出學(xué)生示教過程中發(fā)生的碰撞錯(cuò)誤。避免了學(xué)生在操作真正機(jī)器人時(shí)對(duì)機(jī)器人的損壞。

3. 工業(yè)機(jī)器人維護(hù)維修實(shí)訓(xùn)區(qū)：主要用于工業(yè)機(jī)器人機(jī)械和電氣拆裝與維修，依托六關(guān)節(jié)機(jī)器人拆裝平臺(tái)，學(xué)生通過機(jī)器人機(jī)械和電氣拆裝的模擬仿真實(shí)訓(xùn)和實(shí)際操作，了解工業(yè)機(jī)器人的基本組成及基本功能部件，完成工業(yè)機(jī)器人本體的拆裝與調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人電氣拆裝與調(diào)試及工業(yè)機(jī)器人工作站以及工業(yè)機(jī)器人常見的故障診斷維護(hù)與維修，最終完成工業(yè)機(jī)器人的安裝、調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人安裝、調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)維修的能力。實(shí)訓(xùn)區(qū)可進(jìn)行機(jī)械行業(yè)技能鑒定工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)操作工和操作維修工的技能鑒定。

實(shí)訓(xùn)區(qū)包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、電氣拆裝平臺(tái)各4套、開放式模塊化可拆裝六串聯(lián)可拆裝系統(tǒng)2套，工業(yè)級(jí)作業(yè)實(shí)訓(xùn)可拆裝機(jī)器人2套，并配置機(jī)械拆裝及電氣安裝模擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件。

4. 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)訓(xùn)區(qū)：主要用于典型工業(yè)機(jī)器人工作站的集成訓(xùn)練。學(xué)生熟悉工業(yè)機(jī)器人工作站集成方法和工作過程，能夠進(jìn)行典型工業(yè)機(jī)器人工作站的集成設(shè)計(jì)和調(diào)試。還可根據(jù)不同教學(xué)要求，實(shí)現(xiàn)單個(gè)或多個(gè)工作站的自動(dòng)化控制。強(qiáng)化學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)編程、操作以及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)調(diào)試能力；并可進(jìn)行ABB工業(yè)機(jī)器人的企業(yè)認(rèn)證。

包括地面式多功能機(jī)器人工作站5套和一套生產(chǎn)線控制系統(tǒng)?？梢酝瓿晒I(yè)機(jī)器人示教編程再現(xiàn)，工業(yè)視覺檢測(cè)、模擬噴涂作業(yè)、模擬焊接、拋光打磨、繪圖、碼垛、涂膠、裝配、編碼、PLC編程、觸摸屏設(shè)計(jì)、多種工具更換等實(shí)訓(xùn)功能。

（三）實(shí)訓(xùn)環(huán)境建設(shè)

實(shí)訓(xùn)環(huán)境建設(shè)主要指的是實(shí)訓(xùn)基地（實(shí)訓(xùn)室）的文化建設(shè)，重點(diǎn)在企業(yè)氛圍營(yíng)造、職業(yè)環(huán)境模擬、職業(yè)素養(yǎng)對(duì)接、規(guī)章制度規(guī)范等方面。

本實(shí)訓(xùn)基地文化建設(shè)從介紹工業(yè)世界機(jī)器人發(fā)展史和中國(guó)機(jī)器人發(fā)展史開始，以中國(guó)超強(qiáng)的發(fā)展速度告示學(xué)生“你有一份責(zé)任”；然后是引進(jìn)企業(yè)元素，營(yíng)造“企業(yè)化”育人氛圍，在這里重點(diǎn)展示了蘇州匯博機(jī)器人有限公司和武漢華中數(shù)控股份有限公司的經(jīng)營(yíng)理念，同時(shí)對(duì)ABB、KUKA國(guó)際品牌進(jìn)行了展示；使學(xué)生對(duì)比國(guó)際、國(guó)內(nèi)，對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域有所認(rèn)識(shí)；第三就是規(guī)章制度，給學(xué)生以規(guī)范操作的理念和遵守規(guī)則的操守。同時(shí)基地引進(jìn)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)管理，網(wǎng)絡(luò)全覆蓋、監(jiān)控全覆蓋，從而實(shí)施開放式授課和管理模式。

（四）專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)

1. 改革人才培養(yǎng)模式、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

深化與長(zhǎng)春合心機(jī)械制造有限公司、華中數(shù)控等企業(yè)的合作，深化協(xié)議培養(yǎng)、全程訂單、定制式培養(yǎng)等合作方式，全面推進(jìn)“現(xiàn)代學(xué)徒制”。

（1）對(duì)接產(chǎn)業(yè)，完善能力遞進(jìn)的課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系。

引進(jìn)機(jī)械行業(yè)制定的工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工和工業(yè)機(jī)器人操作工調(diào)整工的標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（能力標(biāo)準(zhǔn)和素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)），引進(jìn)第三方企業(yè)評(píng)價(jià)機(jī)制，營(yíng)造職業(yè)氛圍，全面培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)技能，滿足職業(yè)教育、職業(yè)技能等級(jí)認(rèn)定和廣大學(xué)生素質(zhì)提升的需要。針對(duì)企業(yè)系統(tǒng)集成、非標(biāo)工業(yè)生產(chǎn)線調(diào)試等崗位的工作流程、企業(yè)需求、能力要求等方面相關(guān)調(diào)研結(jié)果，明確人才培養(yǎng)規(guī)格和人才培養(yǎng)目標(biāo)，將職業(yè)崗位任職需求進(jìn)行細(xì)化分析，針對(duì)工作任務(wù)的知識(shí)能力需求設(shè)計(jì)學(xué)校課程和企業(yè)課程，并按照學(xué)徒適應(yīng)期、成長(zhǎng)期、成熟期三個(gè)階段成長(zhǎng)規(guī)律構(gòu)建“職業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段（專業(yè)基礎(chǔ)理論+專業(yè)基本技能）-職業(yè)專項(xiàng)能力培養(yǎng)階段（專業(yè)理論+專業(yè)核心技能）-職業(yè)綜合能力培養(yǎng)階段（綜合理論+崗位綜合技能）”的學(xué)校課程+企業(yè)課程的課程體系。

（2）對(duì)接崗位，校企合作開發(fā)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化課程。與企業(yè)合作，新建《工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成》和《智能產(chǎn)線安裝與調(diào)試》工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)核心實(shí)訓(xùn)課程，使課程對(duì)接職業(yè)資格認(rèn)證；改進(jìn)《工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)》《工業(yè)機(jī)器人電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試》2門課程的教學(xué)模式；開展第二課堂技能訓(xùn)練、組織學(xué)生參加技能競(jìng)賽、應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目研究，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。

（3）加強(qiáng)信息化教學(xué)資源建設(shè)。組織教師進(jìn)行教學(xué)軟件開發(fā)，與硬件設(shè)備配套，開發(fā)信息化教學(xué)軟件、教學(xué)課件、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、微課等課程教學(xué)資源，從而提升了硬件設(shè)備的使用效能，發(fā)揮了信息化教學(xué)的功效。

與軟件公司和相關(guān)教育機(jī)構(gòu)合作定制開發(fā)數(shù)字化管理系統(tǒng)，提升工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的現(xiàn)代化管理水平，把日常行為管理、備品管理、設(shè)備養(yǎng)護(hù)等進(jìn)行科學(xué)化、系統(tǒng)化、信息化管理。

2. “雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

本項(xiàng)目建設(shè)與學(xué)院名師工作室、技能名師建設(shè)項(xiàng)目相互依托，組織專任教師與企業(yè)合作，開展課程建設(shè)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)等建設(shè)工作，提升專任教師執(zhí)教能力和專業(yè)水平。項(xiàng)目建設(shè)期內(nèi)，通過青年教師學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝、新方法等企業(yè)頂崗和理論培訓(xùn)提升，建成一支集教學(xué)、社會(huì)培訓(xùn)和科技研發(fā)、技術(shù)服務(wù)于一體的實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

3. 加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地管理和社會(huì)服務(wù)功能建設(shè)

在校企合作共建、共管、共享的管理模式基礎(chǔ)上提升信息化管理，通過數(shù)控技術(shù)中心的數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)，使實(shí)訓(xùn)基地的管理水平上個(gè)新的臺(tái)階。充分發(fā)揮其教學(xué)、生產(chǎn)（技術(shù)服務(wù)）、培訓(xùn)、技能鑒定于一體的功能。

拓展鑒定項(xiàng)目，增加職業(yè)技能鑒定工種數(shù)量，完善技能鑒定體系。

在原有數(shù)控車工、數(shù)控銑工、模具鉗工、維修電工等多種工種的技能鑒定基礎(chǔ)上，增設(shè)工業(yè)機(jī)器人操作與裝調(diào)等工種，面向社會(huì)，開展企業(yè)員工和大學(xué)生技能培訓(xùn)和鑒定工作。積極開展兄弟院校師生、在崗職工、下崗再就業(yè)人員、軍轉(zhuǎn)人員、農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移等多種培訓(xùn)，把社會(huì)培訓(xùn)工作提高到可以滿足多行業(yè)、多層技術(shù)需要的水平；積極開展校企合作項(xiàng)目，從產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)支持等多方位進(jìn)行合作。

四、特色創(chuàng)新

歷經(jīng)2年的時(shí)間，我院工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地初見成效，2017年6月，立項(xiàng)為教育部與華航唯實(shí)、ABB、新時(shí)達(dá)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域職業(yè)教育合作項(xiàng)目， 2018年11月被評(píng)為長(zhǎng)春市示范性實(shí)訓(xùn)基地。其建設(shè)特色和創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下：

（一）體系化的功能設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)基地能夠系統(tǒng)的完成工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)、操作、系統(tǒng)集成、故障診斷與維修，及智能產(chǎn)線系統(tǒng)調(diào)試等一系列功能，具備能夠滿足各專業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)的基本技能、綜合技能、創(chuàng)新技能，以及中級(jí)、高級(jí)的職業(yè)資格和人才培養(yǎng)的需求。

（二）多元化的設(shè)備配型

實(shí)訓(xùn)基地包含華中、ABB、FUNAC、KUKA等多種主流品牌和多種型號(hào)的工業(yè)機(jī)器人，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多種機(jī)器人的模擬仿真，為學(xué)生提供了多元化的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)條件。具備能夠滿足現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)并緊密結(jié)合先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的新工藝、新知識(shí)、新技能、新任務(wù)的需求。

（三）網(wǎng)絡(luò)化的管理模式

利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，將高端主流智能制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)安裝于局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，跨越時(shí)間和空間使工藝編程聯(lián)通生產(chǎn)區(qū)，管理監(jiān)控直達(dá)教學(xué)區(qū)，全新的育人理念滿足現(xiàn)代企業(yè)用人需求。

（四）開放式的經(jīng)營(yíng)理念

實(shí)訓(xùn)基地采用空間開放的簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)模式，既便于各功能區(qū)間教學(xué)實(shí)境交換，又便于師生互動(dòng)和生生交流，同時(shí)模擬現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)與管理，使學(xué)生能體驗(yàn)在學(xué)校工廠的真實(shí)感。企業(yè)化的文化環(huán)境：遵循企業(yè)6S管理，創(chuàng)建企業(yè)化的生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)學(xué)校現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)一致的認(rèn)同感，使學(xué)生提前感受企業(yè)實(shí)際工作氛圍。

總之，長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)硬件投入基本完成，專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)、文化環(huán)境建設(shè)才剛剛開始，我們將與時(shí)俱進(jìn)，以“鑄誠(chéng)精藝”的理念，秉承“修身琢業(yè)、匠人匠心”的工匠精神，培養(yǎng)更多的技術(shù)人才。

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