基于虛實(shí)結(jié)合的船舶制造實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)分析

由廣輝，楊文林

渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧 興城 125105

職業(yè)教育作為一種教育類型，與普通高等教育最大的不同在于其鮮明的職業(yè)性特點(diǎn)，每個(gè)專業(yè)都對(duì)應(yīng)著該領(lǐng)域職業(yè)的一系列工作崗位。實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)在高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)過(guò)程中的比重較普通高等教育要大的多。從培養(yǎng)模式到教學(xué)模式，從專業(yè)建設(shè)到課程建設(shè)，處處突出實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要地位。實(shí)訓(xùn)基地作為實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)施的重要載體，其功能顯得尤為重要。近年來(lái)已有工程類專業(yè)在實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)方面進(jìn)行了虛實(shí)結(jié)合方面的探索[1-2]，在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方面也進(jìn)行了虛實(shí)結(jié)合建設(shè)的研究[3-4]，但沒(méi)有針對(duì)船舶制造類生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地基于虛實(shí)結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化建設(shè)分析。裝備制造業(yè)領(lǐng)域的實(shí)訓(xùn)基地有著鮮明的生產(chǎn)性功能和特點(diǎn)，以往建設(shè)的廠中?；蛘咝Ｖ袕S都間接說(shuō)明了企業(yè)和學(xué)校在生產(chǎn)性這個(gè)點(diǎn)上是有交集的。但是由于企業(yè)和學(xué)校作為不同的主體，還是有著本質(zhì)的區(qū)別，因此如何建設(shè)實(shí)現(xiàn)高等教育為目標(biāo)的生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)需求崗位人才無(wú)縫對(duì)接，具有重要意義。

1 船舶工程技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)實(shí)踐

1.1 船舶設(shè)計(jì)模塊

船舶設(shè)計(jì)分為初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)三個(gè)階段，以制造或維修為主的船廠多在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段安排技術(shù)人員。高等職業(yè)教育培養(yǎng)的高技能人才主要是處于生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)員。該領(lǐng)域除了船舶專業(yè)基礎(chǔ)課程和相關(guān)的專業(yè)課程外，還有專門針對(duì)這個(gè)模塊的課程，如船舶CAD/CAM和船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)，為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室，目前已建立多個(gè)船舶設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室，同時(shí)在渤海船舶重工有限責(zé)任公司建立兩個(gè)校外實(shí)訓(xùn)教室。主要給學(xué)生進(jìn)行AUTOCAD、校外船廠實(shí)訓(xùn)教室的TRIBON等主流設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)。

1.2 鋼料加工模塊

完成船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)后，要對(duì)已經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的鋼板進(jìn)行加工處理，為后續(xù)的零件部件制作做準(zhǔn)備工作。利用軟件完成套料后，就可以對(duì)表面處理過(guò)的鋼板進(jìn)行號(hào)料和下料處理。此階段涉及的基本工作有：利用除銹設(shè)備對(duì)鋼板進(jìn)行表面處理、對(duì)鋼板進(jìn)行校平、對(duì)型材進(jìn)行加工等。專門針對(duì)這個(gè)模塊的課程有船舶建造工藝的鋼料加工部分、鋼料加工，對(duì)應(yīng)的工作崗位是下料工等。為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶鋼料加工車間，目前該車間配備的設(shè)備有三星輥卷板機(jī)、折彎?rùn)C(jī)、剪板機(jī)、液壓機(jī)等鋼料加工處理設(shè)備。

1.3 船舶裝配焊接模塊

完成鋼料加工后，需要對(duì)成型的板材和型材進(jìn)行裝配焊接工作。專門針對(duì)這個(gè)模塊的課程有船舶建造工藝的裝配焊接部分、金屬材料與焊接工藝、造船生產(chǎn)管理、造船質(zhì)量檢驗(yàn)的部分內(nèi)容。對(duì)應(yīng)的工作崗位是船舶裝配工、焊工、管理員、質(zhì)檢員、工藝員等。為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶裝配焊接車間，目前該車間配備的設(shè)備有手工電弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、氬弧焊、氧乙炔釬焊等船舶裝配焊接設(shè)備。

1.4 船舶搭載合攏模塊

在完成裝配后，會(huì)根據(jù)船廠船臺(tái)或船塢的規(guī)模，以及起重設(shè)備的起吊能力進(jìn)行分段起吊搭載合攏工藝的編寫(xiě)，指導(dǎo)完成船舶起吊搭載合攏操作。專門針對(duì)這個(gè)模塊的課程有船舶建造工藝的分段搭載合攏部分。對(duì)應(yīng)的工作崗位是起重工等。為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶分段搭載合攏車間，目前該車間配備的設(shè)備有10噸的梁式起重機(jī)2臺(tái)和32噸的梁式起重機(jī)1臺(tái)。

1.5 船舶涂裝模塊

船舶涂裝貫穿船舶建造全過(guò)程。專門針對(duì)這個(gè)模塊的課程有船舶涂裝工藝，對(duì)應(yīng)的工作崗位是涂裝工、防腐蝕工等。為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶涂裝施工車間，目前該車間配備的設(shè)備有小型噴砂演示裝備、涂裝工具等，設(shè)有專門的油漆庫(kù)房。

1.6 船舶舾裝模塊

船舶舾裝分為艙內(nèi)舾裝、機(jī)舾裝、電舾裝和鐵舾裝?，F(xiàn)有建設(shè)是以鐵舾裝為主線進(jìn)行實(shí)施。專門針對(duì)這個(gè)模塊的課程有船舶舾裝工藝、船體放樣，對(duì)應(yīng)的工作崗位是冷作工等。為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶舾裝車間，現(xiàn)有鈑金臺(tái)及配套工具、舵設(shè)備、錨設(shè)備，并配有多個(gè)放樣間。

1.7 船舶下水模塊

不論是船臺(tái)、干船塢、浮船塢，船舶都是在無(wú)水區(qū)域進(jìn)行建造。建造完成后，需轉(zhuǎn)移到水里。下水方式很多，都是根據(jù)建造區(qū)域的特點(diǎn)選擇最適合、經(jīng)濟(jì)、安全的下水方式。針對(duì)這個(gè)模塊的課程有船舶建造工藝的船舶下水部分。為此配套的實(shí)訓(xùn)基地模塊為船舶下水演示車間，目前該車間配備有按比例制作的船舶下水演示裝置。

2 船舶工程技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)優(yōu)化

按照骨干校期間的建設(shè)思路，后骨干校期間、教育部三年行動(dòng)計(jì)劃期間、遼寧省高水平院校和高水平特色專業(yè)群建設(shè)期間，對(duì)船舶工程技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)和升級(jí)都是按照對(duì)接教學(xué)過(guò)程和船舶建造過(guò)程、對(duì)接教學(xué)內(nèi)容和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)接學(xué)校學(xué)生身份和企業(yè)職工身份的“三對(duì)接”建設(shè)思路進(jìn)行內(nèi)涵建設(shè)的。

學(xué)校生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的特點(diǎn)是兼具生產(chǎn)功能和教學(xué)功能。由于船舶制造行業(yè)的特殊性，其與以機(jī)械行業(yè)為代表的其他制造業(yè)有著很大的不同，船舶工程技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的生產(chǎn)功能往往體現(xiàn)在生產(chǎn)中間產(chǎn)品而非最終商品。很多制造場(chǎng)景無(wú)法依靠縮小規(guī)模來(lái)實(shí)現(xiàn)，甚至按比例縮小實(shí)現(xiàn)也很困難。加上船舶制造總周期較長(zhǎng)，直接套用在教學(xué)和培訓(xùn)上對(duì)船舶制造的系統(tǒng)性和完整性都提出了挑戰(zhàn)。即使能夠真槍實(shí)彈進(jìn)行操作，成本和安全也遠(yuǎn)超一個(gè)學(xué)校的承載能力。如何規(guī)避劣勢(shì)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，既能實(shí)現(xiàn)基地的生產(chǎn)功能和培訓(xùn)功能，又能在成本、安全、系統(tǒng)和完整方面很好覆蓋，是基地建設(shè)優(yōu)化所需要考慮和解決的問(wèn)題[5]。能實(shí)不虛，虛實(shí)結(jié)合是對(duì)船舶工程技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化的一個(gè)指導(dǎo)思想。下面將以船舶建造過(guò)程中一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)優(yōu)化為例進(jìn)行說(shuō)明。

降本增效常常在企業(yè)里提的較多，是企業(yè)的追求目標(biāo)，但對(duì)學(xué)校的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)也同樣有著指導(dǎo)意義。從成本控制角度考慮，船舶下料和船舶焊接成本較大。船舶下料的技能點(diǎn)是掌握如何編制下料文件，利用數(shù)控等離子切割機(jī)對(duì)鋼板進(jìn)行切割，最重要的技能點(diǎn)是在并不是很耗費(fèi)成本的編制下料文件上，而非實(shí)際切割上，因此船舶下料可以利用虛擬軟件進(jìn)行下料文件編制，不限次數(shù)的利用虛擬切割機(jī)進(jìn)行切割，而實(shí)際的切割作為現(xiàn)場(chǎng)觀摩感受環(huán)節(jié)，達(dá)到既節(jié)省成本又提高效果的目的。

船舶裝配焊接與下料不同，因?yàn)槭止さ募寄芘c操作自動(dòng)化機(jī)器自動(dòng)完成還是有很大的不同。針對(duì)這種類型的訓(xùn)練可以把焊接中一部分技能前移至虛擬器上，通過(guò)操作虛擬器來(lái)完成一部分焊接技能的訓(xùn)練。目前國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)的數(shù)字孿生技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用在該領(lǐng)域，起到銜接虛實(shí)的關(guān)鍵作用。

船舶下水、分段搭載等目前最好的解決方法是利用虛擬環(huán)境進(jìn)行訓(xùn)練。即使是按比例縮小的下水裝置和小型分段搭載也難以實(shí)現(xiàn)每個(gè)同學(xué)多次訓(xùn)練。此時(shí)虛擬應(yīng)用軟件能起到快速領(lǐng)會(huì)船舶制造特點(diǎn)和消化該領(lǐng)域技能知識(shí)的效果。

船舶工程技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地將來(lái)建設(shè)優(yōu)化的方向是實(shí)現(xiàn)與其并列配套的虛擬船廠和船舶智能制造仿真基地。虛擬船廠里面需要解決各個(gè)配套的虛擬車間和虛擬設(shè)備，生產(chǎn)的產(chǎn)品可以是船舶，但不是鋼制的實(shí)船而是一個(gè)數(shù)字船舶。針對(duì)船舶生產(chǎn)管理這樣課程的實(shí)施會(huì)起到更好的效果。除了校內(nèi)教學(xué)外，對(duì)外培訓(xùn)領(lǐng)域?qū)τ诖瑥S的職工學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境比單單在船廠里面慢慢邊工作邊學(xué)習(xí)更有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槠洳槐厥芟抻诖瑥S的造船進(jìn)度，在虛擬船廠中可以隨時(shí)隨地從任意節(jié)點(diǎn)切入，完成薄弱環(huán)節(jié)的反復(fù)訓(xùn)練，滿足不同學(xué)員不同學(xué)習(xí)進(jìn)度的個(gè)性化需求，在培訓(xùn)學(xué)員數(shù)量大的時(shí)候這個(gè)優(yōu)點(diǎn)會(huì)更加明顯。

對(duì)于需要統(tǒng)籌全局進(jìn)行訓(xùn)練的管理類技能通過(guò)虛擬船廠可以反復(fù)訓(xùn)練，進(jìn)行全造船周期的訓(xùn)練而不受實(shí)際造船節(jié)點(diǎn)的影響。虛擬船廠和船舶智能制造仿真基地在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)和培訓(xùn)角度有著不可替代的優(yōu)勢(shì)，但是它們不能完全替代生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)際操作和船廠的真實(shí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，只有兩者有機(jī)的結(jié)合在一起，才能揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮最大的效果和作用。