技師學(xué)院工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地建設(shè)的研究

紀(jì)獻(xiàn)平

魯南技師學(xué)院，山東臨沂，276017

0 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而現(xiàn)實情況是，許多技師學(xué)院在工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)方面面臨眾多挑戰(zhàn)，如教學(xué)資源的匱乏、教師水平的不足以及實踐操作機(jī)會的缺乏等。為了滿足行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的需求，并為學(xué)生提供更好的培養(yǎng)環(huán)境，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地成為技師學(xué)院必不可少的任務(wù)。

1 技師學(xué)院工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地建設(shè)的必要性

首先，工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。它們能夠自動化完成重復(fù)、繁瑣、危險和高精度的工作任務(wù)，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，減少人力成本和工傷事故風(fēng)險。因此，培養(yǎng)和提高學(xué)生在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的技能和知識具有重要意義[1]。其次，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。工業(yè)機(jī)器人不僅在制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用，如汽車制造、電子制造、食品加工等，還在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、倉儲和物流等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。基于這一點，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地能夠為更多行業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)的機(jī)器人技術(shù)人才，滿足各個行業(yè)對人才的需求。最后，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)不斷創(chuàng)新和更新?lián)Q代。隨著科技的發(fā)展和制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代。為了跟上行業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)具備最新技術(shù)和創(chuàng)新能力的人才顯得尤為重要。建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地可以給學(xué)生提供接觸和學(xué)習(xí)最新機(jī)器人技術(shù)的機(jī)會，培養(yǎng)他們的工程實踐能力和創(chuàng)新思維，適應(yīng)社會對機(jī)器人技術(shù)人才的需求。此外，工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地還可以提升學(xué)生的綜合能力。在實訓(xùn)基地中，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)機(jī)器人的基本原理和操作技術(shù)，還可以接觸到與機(jī)器人相關(guān)的多學(xué)科知識，如機(jī)械設(shè)計、控制系統(tǒng)、傳感器技術(shù)等[2]。通過綜合學(xué)習(xí)，學(xué)生可以培養(yǎng)自己的協(xié)作能力、解決問題的能力和創(chuàng)新精神，為自己未來的就業(yè)和職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

2 工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地建設(shè)的需求分析

（1）人才培養(yǎng)需求：工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地的建設(shè)需要針對不同層次和專業(yè)的學(xué)生。這包括設(shè)計專門的課程體系和實踐項目，確保學(xué)生能夠全面了解工業(yè)機(jī)器人的原理、應(yīng)用和維護(hù)等方面的知識。

（2）技術(shù)裝備和設(shè)施需求：為了滿足實訓(xùn)需求，工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地需要配備先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人裝備，包括各類不同用途的機(jī)器人，各種傳感器、執(zhí)行器、控制系統(tǒng)以及相關(guān)的軟件。此外，基地需要提供仿真實驗環(huán)境和實際應(yīng)用場景，以幫助學(xué)生了解真實工業(yè)場景中機(jī)器人的應(yīng)用。另外，還需要提供安全設(shè)施和緊急救援措施，確保學(xué)生在實訓(xùn)過程中的安全。

（3）師資隊伍建設(shè)需求：建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地需要擁有一支高素質(zhì)的師資隊伍，他們應(yīng)該具備豐富的工業(yè)實踐經(jīng)驗和教學(xué)經(jīng)驗，能夠?qū)⒆约旱膶嵺`經(jīng)驗與理論知識有機(jī)結(jié)合，有效地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)[3]。

3 工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地的建設(shè)

3.1 場地建設(shè)

實訓(xùn)基地建設(shè)應(yīng)包括場地建設(shè)和配套設(shè)施建設(shè)，本文設(shè)計的實訓(xùn)基地占地約700平方米，平面設(shè)計如圖1所示。

圖1 實訓(xùn)基地平面設(shè)計圖

應(yīng)按照國際企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)打造集實訓(xùn)教學(xué)、技能認(rèn)證、師資及企業(yè)職工培訓(xùn)、技能競賽及教學(xué)研發(fā)服務(wù)為一體的校內(nèi)實訓(xùn)基地。該基地建有工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實訓(xùn)區(qū)、機(jī)器人控制體驗區(qū)、工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用實訓(xùn)區(qū)、工業(yè)機(jī)器人仿真實訓(xùn)室等。并以“8S”標(biāo)準(zhǔn)化管理為主線貫穿，制作體現(xiàn)操作規(guī)范、工藝流程等的宣傳展牌、指示標(biāo)識，強(qiáng)化職業(yè)素養(yǎng)和現(xiàn)代企業(yè)文化精神培育的功能[4]。

3.2 設(shè)備配置

（1）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實驗室：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實驗室是學(xué)生進(jìn)行實際機(jī)器人應(yīng)用操作的場所。該實驗室應(yīng)該配備多個工業(yè)機(jī)器人平臺，其中應(yīng)包括主流的工業(yè)機(jī)器人，如SCARA、Delta、協(xié)作機(jī)器人等，以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐的需要。每個工業(yè)機(jī)器人平臺應(yīng)該具備多軸自由度、高精度定位和擴(kuò)展能力，以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。此外，實驗室還應(yīng)該配置適當(dāng)?shù)墓ぷ髋_和工具，方便學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人的組裝、維護(hù)和調(diào)試等操作。

（2）機(jī)器人控制體驗室：機(jī)器人控制體驗室是用于學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人控制系統(tǒng)的重要場所。該實驗室應(yīng)該配備先進(jìn)的機(jī)器人控制系統(tǒng)，如PLC（可編程邏輯控制器）和多軸控制器。學(xué)生可以在這里學(xué)習(xí)和實踐機(jī)器人的編程和控制技術(shù)，了解機(jī)器人的運動規(guī)劃和路徑規(guī)劃等相關(guān)算法。此外，實驗室還應(yīng)該配備相應(yīng)的編程軟件和仿真軟件，方便學(xué)生進(jìn)行算法開發(fā)和控制系統(tǒng)的調(diào)試。

（3）工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實訓(xùn)室：工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實訓(xùn)室是用于學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真實訓(xùn)的場所。虛擬仿真實訓(xùn)軟件可以模擬真實的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景，以及機(jī)器人的運動軌跡、操作流程等。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃和任務(wù)協(xié)作等操作，提前熟悉和掌握機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)。此外，虛擬仿真實訓(xùn)室還可以提供故障排除和緊急情況處理的實戰(zhàn)模擬，幫助學(xué)生提高應(yīng)對實際工作中的問題的能力[5]。

（4）工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用實訓(xùn)室：工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用實訓(xùn)室是學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人應(yīng)用實踐的關(guān)鍵場所。這個實訓(xùn)室應(yīng)該配備多種類型的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，包括用于裝配、焊接、搬運、噴涂等不同的應(yīng)用場景。每個機(jī)器人系統(tǒng)都應(yīng)該具備先進(jìn)的傳感器和執(zhí)行器，以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)和編程軟件。學(xué)生可以在這個實訓(xùn)室中學(xué)習(xí)并實踐如何將機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于不同的工業(yè)生產(chǎn)過程，從而掌握機(jī)器人應(yīng)用的技術(shù)和能力。

（5）人工智能職業(yè)體驗與實踐基地：人工智能職業(yè)體驗與實踐基地是用于學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)在機(jī)器人中應(yīng)用的實踐場所。這個基地應(yīng)該配備具有人工智能功能的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，如具有視覺識別、語音交互和自主決策能力的機(jī)器人。學(xué)生可以在這個基地中學(xué)習(xí)并實踐如何應(yīng)用人工智能技術(shù)來提升工業(yè)機(jī)器人的感知、判斷和決策能力。此外，基地還應(yīng)該配備相應(yīng)的硬件和軟件工具，如深度學(xué)習(xí)平臺和語音識別系統(tǒng)等，以幫助學(xué)生進(jìn)行相關(guān)算法的開發(fā)和應(yīng)用[6]。

（6）工業(yè)機(jī)器人工作站應(yīng)用實訓(xùn)室：工業(yè)機(jī)器人工作站應(yīng)用實訓(xùn)室是用于學(xué)生進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人操作和編程實踐的重要場所。這個實訓(xùn)室應(yīng)該配備多個工業(yè)機(jī)器人工作站，每個工作站都包括具有多軸自由度和高精度定位能力的機(jī)器人，以及相應(yīng)的編程和控制系統(tǒng)。學(xué)生可以在這個實訓(xùn)室中學(xué)習(xí)和實踐機(jī)器人的編程、操作和調(diào)試等技術(shù)，培養(yǎng)他們在實際工作中熟練運用機(jī)器人的能力。此外，實訓(xùn)室還應(yīng)該配備工業(yè)機(jī)器人操作界面和仿真軟件，以提供虛擬實踐和模擬場景的機(jī)會。

4 實訓(xùn)基地運營與管理

4.1 運營模式選擇與管理機(jī)制建設(shè)

（1）運營模式選擇

學(xué)校自主運營：學(xué)?？梢宰灾鬟\營實訓(xùn)基地，通過投入資金、招聘師資和購置設(shè)備等方式，獨立承擔(dān)實訓(xùn)基地的運營和管理工作。

企事業(yè)單位合作共建：學(xué)?？梢耘c企事業(yè)單位進(jìn)行合作，共同投資和建設(shè)實訓(xùn)基地。學(xué)校提供教學(xué)資源和師資力量，企事業(yè)單位提供資金和實踐支持，共同運營和管理實訓(xùn)基地。

與行業(yè)合作的聯(lián)合運營：學(xué)?？梢耘c行業(yè)相關(guān)的機(jī)構(gòu)或協(xié)會等進(jìn)行合作，共同建設(shè)和運營實訓(xùn)基地。通過與行業(yè)的深度合作，可以更好地滿足行業(yè)的需求，并給學(xué)生提供更實踐性的學(xué)習(xí)機(jī)會。

（2）管理機(jī)制建設(shè)

運營模式規(guī)范化：明確基地的運營目標(biāo)、發(fā)展方向和服務(wù)對象，制定相應(yīng)的運營計劃和管理制度，通過規(guī)范化的運營模式來提高工作效率和管理水平。

資源配置有效化：合理配置師資、設(shè)備、資金等資源，保障實訓(xùn)基地的正常運行。根據(jù)實訓(xùn)需求和師生規(guī)模合理規(guī)劃資源的使用和調(diào)配，確保資源的充分利用和合理分配。

管理體系建設(shè)：建立健全的管理體系，包括制定明確的職責(zé)分工和崗位職責(zé)，建立有效的溝通渠道和監(jiān)督機(jī)制，建立學(xué)生管理和安全保障體系，實施質(zhì)量評價和持續(xù)改進(jìn)等措施[7]。

4.2 實訓(xùn)基地與企業(yè)合作機(jī)制

（1）實訓(xùn)需求調(diào)研與對接：實訓(xùn)基地應(yīng)該進(jìn)行需求調(diào)研，了解企業(yè)對機(jī)器人技術(shù)人才的需求，包括培養(yǎng)目標(biāo)、技能要求和實踐項目等。通過對接企業(yè)的具體需求，可以確保實訓(xùn)基地的培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)的實際需求相一致。

（2）項目合作與開發(fā)：實訓(xùn)基地與企業(yè)可以進(jìn)行項目合作和開發(fā)，共同開展機(jī)器人應(yīng)用項目。例如，基地可以與企業(yè)聯(lián)合開展實際的機(jī)器人應(yīng)用項目，學(xué)生可以參與項目的實施過程，從中獲得實踐經(jīng)驗。這種合作模式可以提高學(xué)生對實際工作環(huán)境和項目管理的了解[8]。

（3）提供實習(xí)與實訓(xùn)機(jī)會：實訓(xùn)基地可以與企業(yè)合作，提供實習(xí)和實訓(xùn)機(jī)會給學(xué)生。這可以包括學(xué)生進(jìn)入企業(yè)的實習(xí)機(jī)會，以及在企業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行實際機(jī)器人操作和應(yīng)用的實訓(xùn)機(jī)會。通過與企業(yè)的合作，學(xué)生可以獲得更貼近實際工作場景的實踐機(jī)會。

（4）開展專業(yè)培訓(xùn)與講座：實訓(xùn)基地可以邀請企業(yè)的專業(yè)人員開展培訓(xùn)課程和講座，讓學(xué)生了解行業(yè)前沿技術(shù)和實際應(yīng)用案例。這種方式可以增加學(xué)生對行業(yè)動態(tài)的了解，提升他們的專業(yè)知識和實踐能力。

（5）人才推薦與就業(yè)服務(wù)：實訓(xùn)基地與企業(yè)可以建立起人才推薦和就業(yè)服務(wù)機(jī)制，幫助學(xué)生與企業(yè)對接就業(yè)需求。通過與企業(yè)的聯(lián)系，可以了解企業(yè)的招聘需求，為學(xué)生提供就業(yè)機(jī)會，并提供就業(yè)指導(dǎo)和咨詢服務(wù)。

4.3 實訓(xùn)基地的持續(xù)改進(jìn)與發(fā)展

（1）定期評估與反饋：基地需要定期對教學(xué)和實踐效果進(jìn)行評估，了解學(xué)生的反饋，發(fā)現(xiàn)問題并及時改進(jìn)。這可以通過開展學(xué)生座談會、調(diào)查問卷等方式進(jìn)行。同時，與行業(yè)專家保持溝通，了解行業(yè)動態(tài)和新技術(shù)，以便及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和設(shè)備配置。

（2）教學(xué)資源優(yōu)化：根據(jù)實訓(xùn)需求和學(xué)生規(guī)模，合理配置師資、設(shè)備、資金等資源，確保教學(xué)資源的充分利用和合理分配。同時，不斷優(yōu)化教學(xué)和實踐環(huán)境，提高教學(xué)設(shè)施的便利性和舒適性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。

（3）引入新技術(shù)和新設(shè)備：隨著工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)不斷更新?lián)Q代，實訓(xùn)基地需要關(guān)注新技術(shù)和新設(shè)備的出現(xiàn)，及時引入新的設(shè)備和軟件，保持與行業(yè)發(fā)展的同步。

（4）培養(yǎng)師資力量：重視師資的培養(yǎng)和發(fā)展，提供培訓(xùn)、進(jìn)修和學(xué)術(shù)交流的機(jī)會，提高教師的專業(yè)水平和教學(xué)能力。同時，鼓勵教師參與行業(yè)實踐，積累實踐經(jīng)驗，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生。

（5）鼓勵學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，提供場地、資金和指導(dǎo)，幫助學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識[9]。

（6）建立發(fā)展計劃：根據(jù)實訓(xùn)基地的實際情況和發(fā)展目標(biāo)，制定長期的發(fā)展計劃，明確發(fā)展路徑和時間表。定期評估發(fā)展計劃的執(zhí)行情況，及時調(diào)整和改進(jìn)，確保實訓(xùn)基地的持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

技師學(xué)院工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)基地的建設(shè)對于培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才具有重要意義。通過本研究提出的建議和措施，我們希望能夠為技師學(xué)院及其他類似機(jī)構(gòu)提供有益的參考和借鑒，促進(jìn)技術(shù)教育領(lǐng)域的進(jìn)步與創(chuàng)新。